Forskere i Kina har brukt CRISPR genredigeringsteknologi for å behandle en pasient med HIV, men den botet ikke pasienten, ifølge en ny studie.
Verket, som ble publisert i dag (11. september) i The New England Journal of Medicine, markerer første gang dette spesielle genredigeringsverktøyet er brukt i en eksperimentell HIV-terapi, ifølge forfatterne, fra Peking University i Beijing.
Selv om behandlingen ikke kontrollerte pasientens HIV-infeksjon, virket terapien trygg - forskerne oppdaget ingen utilsiktede genetiske endringer, noe som har vært en bekymring tidligere med genterapi.
Eksperter berømmet arbeidet som et viktig første skritt mot å kunne bruke CRISPR, et verktøy som lar forskere nøyaktig redigere DNA, for å hjelpe pasienter med HIV.
"De gjorde et veldig innovativt eksperiment på en pasient, og det var trygt," sier Dr. Amesh Adalja, spesialist på smittsomme sykdommer og seniorforsker ved The Johns Hopkins Center for Health Security i Baltimore, som ikke var involvert i studien. "Det bør sees på som en suksess."
Den nye studien er veldig forskjellig fra den ikke-relaterte, kontroversielle saken om en kinesisk forsker som brukte CRISPR for å redigere genomene til tvilling babyer i et forsøk på å gjøre dem resistente mot HIV. I så fall redigerte den kinesiske forskeren DNA fra embryoer, og disse genendringene kan overføres til neste generasjon. I den nye studien ble DNA-redigeringene gjort i voksne celler, noe som betyr at de ikke kan videreføres.
Studien involverte en enkelt pasient med HIV som også hadde utviklet leukemi, en type blodkreft. Som et resultat trengte pasienten en benmargstransplantasjon. Så forskerne benyttet denne muligheten til å redigere DNA i benmargsstamceller fra en giver før de transplanterte cellene inn i pasienten.
Spesifikt brukte forskerne CRISPR for å slette et gen kjent som CCR5, som gir instruksjoner for et protein som sitter på overflaten til noen immunceller. HIV bruker dette proteinet som en "port" for å komme inn i celler.
Den lille prosentandelen av mennesker som naturlig har en mutasjon i CCR5-genet, er resistente mot HIV-infeksjon.
Dessuten, de eneste to i verden som antas å være "kurert" av HIV - kjent som Berlin-pasienten og London-pasienten - fikk viruset tilsynelatende eliminert fra kroppene sine etter å ha mottatt benmargstransplantasjoner fra givere som hadde den naturlige CCR5-mutasjonen .
Siden det kan være vanskelig å finne benmargsgivere med denne spesielle mutasjonen, antok forskerne at genetisk redigerte donorceller kan ha samme effekt.
En måned etter at pasienten fikk transplantasjonen, var leukemien hans i full remisjon. Tester viste også at de genetisk redigerte stamcellene var i stand til å vokse i kroppen hans og produsere blodceller. Disse genetisk redigerte cellene vedvarte i pasientens kropp i hele 19 måneder som han ble fulgt.
I tillegg så forskerne ingen "off-target" -effekter av CRISPR-genredigering, noe som betyr at verktøyet ikke introduserte genetiske endringer på steder der det ikke var ment eller kunne forårsake problemer.
Da pasienten kort tid sluttet å snakke med sine HIV-medisiner som en del av studien, økte nivåene av viruset i kroppen hans, og han måtte begynne å ta medisinene sine igjen. Denne responsen var ulik den fra Berlin- og London-pasientene, som var i stand til å forbli HIV-fri uten å ta medisiner.
Den lave responsen hos Beijing-pasienten skjedde sannsynligvis delvis fordi genredigeringsprosessen ikke var veldig effektiv. Med andre ord klarte ikke forskerne å slette CCR5-genet i alle donorcellene.
Likevel, "vi tror at denne strategien er en lovende tilnærming for genterapi" for HIV, sa seniorforfatter Hongkui Deng, professor i cellebiologi ved Peking University, til Live Science.
En potensiell måte å forbedre genredigeringsprosessen på ville være å starte med såkalte pluripotente stamceller, som har potensial til å danne en hvilken som helst celletype i kroppen, sa Deng. Forskerne ville redigere disse cellene med CRISPR for å inaktivere CCR5, og deretter koaksere cellene til å bli blodstamcellene som brukes til benmargstransplantasjoner. Denne strategien kan føre til at et større antall donorceller har det redigerte CCR5-genet, sa Deng.
Det er viktig å merke seg at denne typen genterapibehandling bare var mulig fordi pasienten også tilfeldigvis trengte en beinmargstransplantasjon, og det er derfor ikke noe som kan brukes i sin nåværende form på den gjennomsnittlige HIV-pasienten.
"Dette er ikke vanlige individer med HIV," sa Adalja til Live Science. "Dette er mennesker som har HIV og som også har behov for en beinmargstransplantasjon," sa han. Adalja la til at en benmargstransplantasjon kan være en farlig prosedyre.
Selv om CCR5-mutasjonen beskytter mot HIV, antyder noen studier at den genetiske modifiseringen kan ha andre skadelige effekter. For eksempel fant en studie publisert tidligere i år at den naturlige CCR5-mutasjonen var koblet med økt risiko for tidlig død. Imidlertid bemerker forskerne at med sin HIV-behandling modifiserer de CCR5-genet bare i blodstamceller, noe som ikke vil påvirke CCR5-genet i andre vev i kroppen.
I en redaksjon som fulgte studien, sa Dr. Carl June, direktør for Center for Cellular Immunotherapies ved University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, at fremtidig forskning som bruker CRISPR for HIV, bør følge deltakerne i enda lengre perioder, fordi skadelige effekter fra gen terapi, for eksempel kreft, kan ta flere år å dukke opp. Juni, som ikke var involvert i den nye studien, gjennomførte tidligere genterapi mot HIV, men ikke med CRISPR.
