w zeszłym tygodniu wiadomość, że drugi pacjent mógł zostać wyleczony z HIV za pomocą przeszczepu szpiku kostnego od dawcy o znanej odporności na HIV, zwróciła nową uwagę na mutację genową, która zdaniem wielu badaczy jest kluczem do zakończenia epidemii.
mutacja CCR5 delta 32, która została odkryta ponad 20 lat temu, wyłącza receptor CCR5 na powierzchni białych krwinek., HIV używa tego receptora prawie jak klucz. zaczepia się, by dostać się do komórki. Bez działającej wersji CCR5, HIV jest zasadniczo zablokowany z układu odpornościowego człowieka. Mutacja jest najczęściej spotykana wśród osób pochodzenia północnoeuropejskiego. Około 10% ludzi w Europie i Stanach Zjednoczonych odziedziczyło to po jednym z rodziców, ale jest to Ochronne tylko u 1%, którzy są homozygotami – co oznacza, że odziedziczyli zmutowany gen od obojga rodziców. Badania wykazały, że osoby te są 100 razy mniej narażone na zakażenie wirusem HIV, jeśli są narażone na działanie wirusa.,
w przyszłości może to być siła napędowa terapii genowej i szczepionek, ale mutacja ma przeszłość, która jest równie fascynująca. Datuje HIV o tysiące lat, a naukowcy nie są zgodni co do jego dokładnego pochodzenia. Było to również w centrum zeszłorocznej debaty etycznej nad zestawem bliźniąt, które zostały zmodyfikowane genetycznie jako embriony za pomocą technologii CRISPR.,
genetycy twierdzą, że mutacja CCR5 delta 32 istniała już 2500 lat temu, ale wtedy prawdopodobnie występowała tylko u 1 na 20 000 Europejczyków, w porównaniu do 1 na 10 dzisiaj. Uważają, że niektóre choroby wirusowe pod warunkiem presji selekcji potrzebnej do zwiększenia częstotliwości mutacji. Innymi słowy, były wybuchy wirusa, który był bardziej prawdopodobne, aby zabić ludzi, którzy nie mieli tej mutacji, pozostawiając większą część tych z nim żyć i rozmnażać., Ponieważ proces ten powtarza się z pokolenia na pokolenie, mutacja staje się bardziej powszechna. Oczywiście wirus ten nie mógł być HIV, ponieważ nie rozwinął się dopiero wieki później.
niektórzy badacze postawili hipotezę, że dżuma była winowajcą, ale jest to mało prawdopodobne, ponieważ została spowodowana infekcją bakteryjną, a nie wirusem., Ospa została również zasugerowana, ale nieżyjący już Naukowiec Christopher Duncan z Uniwersytetu w Liverpoolu uważał, że jest to mało prawdopodobne, ponieważ wirus ten rozwinął się dopiero w 1600 roku, który, genetycznie mówiąc, nie był wystarczająco długi, aby wywierać tak dużą presję selekcyjną.
w 2005 roku Duncan i Susan Scott wykorzystali modelowanie komputerowe do określenia, które epidemie wyjaśniałyby, dlaczego mutacja występuje w wysokich stężeniach w Europie i Skandynawii, ale rzadko w pobliżu Morza Śródziemnego., Ich badania wskazują na plagi średniowiecza, które nawiedziły Europę w latach 1340-1660. Uważali oni, że plagi te były nawracającymi wybuchami śmiertelnej, wirusowej gorączki krwotocznej, która wykorzystywała CCR5, aby dostać się do układu odpornościowego przodków Europy.
Co więcej, wyjaśnia geograficzny wzór dzisiejszej mutacji, ponieważ ogniska te kontynuowały się w miejscach takich jak Węgry, Polska, Rosja, Szwecja i Kopenhaga do 1700 roku.,
jednak nie wszyscy badacze zgadzają się z tym wnioskiem. Po pierwsze, niektórzy naukowcy uważają, że podobnie jak dżuma, Plagi średniowiecza były bakteryjne, a nie wirusowe.
w listopadzie 2018 r.Chiński badacz He Jiankui, Ph. d., ogłosił narodziny bliźniaczek z embrionów, które zostały zmodyfikowane genetycznie, aby przypominały te z mutacją CCR5 delta 32. Był to pierwszy poród z siedmiu niespokrewnionych z HIV par, które szukały od niego leczenia niepłodności., U każdej pary ojciec był nosicielem wirusa HIV, a matka była nosicielem wirusa HIV. Powiedział Associated Press, że zmienił embriony nie po to, aby chronić je przed zakażeniem HIV od ich ojców (co jest bardzo mało prawdopodobne), ale po to, aby chronić je przed HIV w późniejszym życiu.
nie ma opublikowanych badań na temat tej pracy, ale poinformował, że jeden z bliźniaków ma dwa zmienione geny, co powinno uczynić ją odporną na większość HIV. Drugi bliźniak ma jeden zmieniony gen, który nie wystarcza do ochrony.,
międzynarodowa społeczność naukowa ostro skrytykowała go za te badania, które według nich były przedwczesne i niepotrzebne. Po pierwsze, nadal nie znamy wszystkich potencjalnych negatywnych skutków posiadania niedziałających receptorów CCR5. Istnieją na przykład badania, które sugerują, że ludzie z mutacją są bardziej podatni na wirus Zachodniego Nilu.
edytowanie genów może również przynieść nowe problemy zwane efektami „off target”, które mogą zmienić inne rzeczy na temat rozwoju embrionów., Nikt jeszcze nie wie, jakie mogą być nieprzewidziane skutki wyłączenia CCR5, chociaż niektóre badania, które ukazały się w zeszłym miesiącu, wykazały, że zmieniły one funkcję mózgu u myszy (faktycznie poprawiły ich zdolności motoryczne). Ponieważ zmienił embriony na tak wczesnym etapie (przed rozwojem plemników i komórek jajowych), wszelkie efekty uboczne byłyby przenoszone do kolejnych pokoleń. Jak Eric Topol, M. D., szef Scripps Research Translational Institute w Kalifornii, powiedział Associated Press: „to zbyt przedwczesne. Mamy do czynienia z instrukcjami obsługi człowieka. To poważna sprawa.,”
nie jest jasne, czy dostarczył wystarczającą świadomą zgodę rodzicom, gdy opisał projekt jako potencjalną szczepionkę przeciwko HIV. Wielu oskarża go również o robienie tego konkretnego eksperymentu, aby udowodnić, że edycja genów może być wykonana, a nie rozwiązywać prawdziwy problem w życiu jednostek. Anthony Fauci, M. D.,, dyrektor Narodowego Instytutu Alergii i Chorób Zakaźnych (NIAID), powiedział Science magazine: „istnieje tak wiele sposobów, aby odpowiednio, skutecznie i definitywnie chronić się przed HIV, że myśl edytowania genów embrionu, aby uzyskać efekt, który można łatwo zrobić na tak wiele innych sposobów w moim umyśle jest nieetyczne.,”
kontrowersje związane z jego badaniami sugerują, że minie wiele lat, zanim główni naukowcy będą komfortowo korzystać z technologii edycji genów, aby wyłączyć normalny gen CCR5 w embrionach i stworzyć pokolenie z odpornością na HIV. Ale wszystkie oczy są nadal na tej mutacji, ponieważ odegrała kluczową rolę w leczeniu otrzymanym przez obu mężczyzn obecnie uważa się wyleczyć z HIV.,
mężczyźni-określani odpowiednio jako pacjent z Berlina i pacjent z Londynu-otrzymali allogeniczne przeszczepy krwiotwórczych komórek macierzystych jako leczenie raka. Przeszczepy te mają na celu zastąpienie komórek uszkodzonych przez chorobę, infekcję lub chemioterapię zdrowymi komórkami od dawcy, tak aby organizm pacjenta mógł zasadniczo odbudować swój układ odpornościowy. W tych przypadkach lekarze wybierali dawców z mutacją CCR5 delta 32 w nadziei, że gdy układ odpornościowy odbudowany z nowymi komórkami, może również walczyć z HIV bez leków., Leczenie jest jednak bardzo intensywne, ponieważ wymaga od pacjentów najpierw zabicia istniejących komórek szpiku za pomocą chemioterapii lub promieniowania i przyjmowania leków w celu stłumienia ich układu odpornościowego, aby nie atakować komórek dawcy.
pacjent z Berlina został później zidentyfikowany jako Timothy Ray Brown i od 12 lat jest wolny od HIV bez leków. Brown, który był w tym czasie leczony na białaczkę, był bliski śmierci podczas leczenia, a nawet został wprowadzony w śpiączkę medyczną w pewnym momencie.,
naukowcy przez lata próbowali powtórzyć sukces, jaki osiągnęli z Brownem, ale HIV powracał u kolejnych pacjentów. Niektórzy martwili się, że sukces Browna nie był dowodem na to, że mutacja CCR5 delta 32 była kluczem do leczenia HIV zgodnie z oczekiwaniami, ale zamiast tego był to tylko Fuks wywołany intensywnym, prawie śmiertelnym promieniowaniem.
Otrzymał przeszczep szpiku kostnego w leczeniu chłoniaka Hodgkina. Jego leczenie było mniej intensywne niż u Browna i nigdy nie był tak chory., Od 18 miesięcy jest wolny od HIV bez leków. Pacjent z Londynu jest jednym z 38 pacjentów, którzy otrzymali podobne leczenie, a obecnie jest obserwowany przez grupę naukowców. Drugi pacjent w grupie był wolny od HIV przez cztery miesiące.
podczas gdy eksperci są chętni, aby zobaczyć, jak ci pacjenci radzą sobie, wydaje się, że istnieje konsensus, że leczenie jest zbyt intensywne, aby kiedykolwiek stać się powszechne, zwłaszcza w czasach, gdy leki mogą uczynić wirusa niewykrywalnym i nieprzetransmitowalnym.,
mimo to sukces londyńskiego pacjenta jest znaczący, ponieważ dowodzi, że przypadek Browna nie był fuksem i jako taki kładzie nacisk na CCR5. Paula Cannon, Ph. D., mikrobiolog molekularny, który bada HIV na University of Southern California 's Keck School Of Medicine, powiedział Wired magazine:” jest ładne menu rzeczy, które moglibyśmy ewentualnie zrobić teraz., Ci dwaj pacjenci pokazali nam, że atakowanie zbiornika zakażonych komórek, a jednocześnie dostarczanie lśniących, nowych odpornych na HIV komórek odpornościowych może skutkować wyleczeniem.”
istnieje już lek o nazwie marawirok (Selzentry, Celsentri), który symuluje mutację poprzez wiązanie się z receptorem CCR5, co uniemożliwia HIV. Podobnie jak inne leki na HIV, jednak lek ten musi być przyjmowany codziennie. Naukowcy mają nadzieję stworzyć wersję, która może trwać dłużej.,
dwie terapie genowe opracowane przy użyciu starszych narzędzi do edycji genetycznej są już w badaniach na ludziach. Zabiegi te zmieniają komórki odpornościowe u osób z HIV, niszcząc ich receptory CCR5, czyniąc zmodyfikowane komórki odpornymi na HIV. Inne badania wykorzystujące podobne strategie z technologiami CRISPR są jeszcze we wcześniejszych fazach. Naukowcy z Temple University przedstawili również niektóre ze swoich pozytywnych wyników z eksperymentów z małpami w zeszłym tygodniu.,
należy również pamiętać, że mutacja CCR5 delta 32 nie chroni przed wszystkimi wirusami HIV. Jeden pacjent, który miał leczenie szpiku kostnego stwierdzono później, że ma postać wirusa HIV zwanego CXCR4-tropic, który wykorzystuje inny receptor do przedostania się do komórek. Lekarze nie wiedzą, czy pacjent zaraził się tego typu wirusem po leczeniu lub czy niektórzy pacjenci posiadają niewielką ilość wirusa CXCR4-tropowego, który zaczyna namnażać się, gdy inne rodzaje HIV nie są obecne.,
dlatego badania nad HIV trwają na wielu frontach-od terapii genowej przez próby szczepionkowe po nowe, wstrzykiwane wersje terapii przeciwretrowirusowych, które mogą zapewnić takie same wyniki przy zaledwie miesięcznym zastrzyku-tylko niektóre z nich opierają się na mutacji CCR5 delta 32. Jak powiedział dr Timothy Henrich, badacz HIV na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco: „musimy mieć cierpliwość. Istnieje wiele strategii i są one na wczesnym etapie. Nie musimy się poddawać tylko dlatego, że nie znaleźliśmy skalowalnego, Ekonomicznego lekarstwa dla wszystkich., Przypomina nam to, że proces naukowy może być powolny, ale jeśli zostanie wykonany prawidłowo, możemy poczynić postępy.”