HIV "eliminierte" erstmals aus kultivierten menschlichen Zellen

Forscher von der Temple University School of Medicine in Philadelphia, PA, behaupten, einen Weg gefunden zu haben, HIV dauerhaft aus menschlichen Zellen zu eliminieren. Das Team beschreibt seine Ergebnisse in der Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (PNAS).
Die Forscher konstruierten HIV-deletierende molekulare Werkzeuge aus "einem DNA-schneidenden Enzym" und einem gRNA-Strang, der das Genom des Virus "jagt".

Nach Angaben des Centers for Disease Control and Prevention (CDC) gibt es derzeit in den USA mehr als 1 Million Menschen, die HIV haben, wobei 50.000 Amerikaner jedes Jahr an dem Virus erkranken.

Hochaktive antiretrovirale Therapie (HAART) war die Hauptbehandlung für die Kontrolle von HIV-1 - die am leichtesten übertragene Form des Virus - für die letzten 15 Jahre. Wie wir gestern berichteten, hatten antiretrovirale Therapien einen signifikanten weltweiten Einfluss auf die Verlängerung der Lebensspanne von HIV-Infizierten.

Obwohl HAART die Replikation von HIV-1 kontrolliert, kann die Anwesenheit des Virus in dem infizierten Patienten dennoch zu Gesundheitsproblemen wie Schwächung des Herzmuskels, Knochenerkrankungen, Nierenerkrankungen und neurokognitiven Störungen beitragen.

"Die geringe Replikation von HIV-1 führt dazu, dass Patienten häufiger an Krankheiten leiden, die normalerweise mit dem Altern in Verbindung gebracht werden", sagt Dr. Ph. Kamel Khalili, Professor und Leiter des Instituts für Neurowissenschaften am Temple. "Diese Probleme werden oft durch die toxischen Medikamente verschärft, die zur Bekämpfung des Virus eingesetzt werden müssen."

Herstellung molekularer Werkzeuge, um einen Virus zu "löschen"

Das Temple-Team untersuchte stattdessen Methoden, um die HIV-1-DNA aus Zellen zu "löschen". Vor diesem Hintergrund konstruierten sie molekulare Werkzeuge aus der Kombination einer Nuklease, die sie als "DNA-schneidendes Enzym" bezeichnen, und eines gRNA-Strangs, der das Genom des Virus "jagt".

Sie gründeten diesen zweiteiligen "HIV-Editor" auf einem bakteriellen Abwehrmechanismus, der zum Schutz vor Infektionen entwickelt wurde.

Das Team konstruierte einen Strang von 20 Nukleotiden (die Bausteine ??von DNA und RNA) als Zielsystem für den Herausgeber. Dieser gRNA-Strang sucht nach den "long terminal repeats" (LTRs) der HIV-1-Genom-identischen DNA-Sequenzen, die sich an jedem Ende eines viralen Genoms mehrfach wiederholen.

Wenn die gRNA ein Ende von LTR lokalisiert, macht die Nuklease - genannt Cas9 - eine Inzision. Mit beiden Enden des 9.709 Nukleotide langen HIV-1-Genoms übernehmen die Gen-Reparatur-Mechanismen der Wirtszelle die Kontrolle und "verlöten" die losen Enden des Genoms wieder zusammen. Das Ergebnis ist eine virusfreie Zelle.

Um zu verhindern, dass die manipulierte gRNA an irgendeinen Teil des Genoms des Patienten bindet, stellten die Forscher sicher, dass die ausgewählten Nukleotidsequenzen nicht im Code der menschlichen DNA auftauchen.

Bei der Untersuchung des Mechanismus in Kulturen von menschlichen Zellen stellte das Team fest, dass das Werkzeug HIV-1 aus verschiedenen Zellarten, von denen bekannt ist, dass sie das Virus beherbergen, wirksam eliminierte. Dazu gehören Mikroglia, Makrophagen und T-Zellen-Lymphozyten - die wichtigsten Zelltypen von HIV-1 gerichtet.

Bevor das Konzept in die Klinik gehen kann, sind weitere Untersuchungen erforderlich

"Dies ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer dauerhaften Heilung von AIDS", sagt Dr. Khalili. "Es ist eine aufregende Entdeckung, aber es ist noch nicht bereit, in die Klinik zu gehen. Es ist ein Beweis für das Konzept, dass wir uns in die richtige Richtung bewegen."

Der nächste Schritt besteht darin, dass das Team eine Methode entwickelt, wie sie ihren HIV-Editor an jede einzelne infizierte Zelle innerhalb eines Hosts senden können. Darüber hinaus muss das Team berücksichtigen, dass der Herausgeber möglicherweise für die einzigartigen viralen Sequenzen jedes Patienten individualisiert werden muss, da HIV-1 anfällig für Mutationen ist.

"Wir arbeiten an einer Reihe von Strategien, um das Konstrukt in präklinische Studien zu überführen", sagt Dr. Khalili. "Wir wollen jede einzelne Kopie von HIV-1 aus dem Patienten ausrotten. Das wird AIDS heilen. Ich denke, diese Technologie ist die Art, wie wir es tun können."

Dr. Khalili und seine Kollegen glauben auch, dass ihre Technik angepasst werden könnte, um eine Vielzahl von Viren aus den Zellen von Patienten zu entfernen.

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