Получены первые данные клинического использования технологии CRISPR против ВИЧ
Ученые впервые использовали технологию редактирования генома CRISPR, чтобы попытаться излечить человека от ВИЧ-инфекции. Спустя 19 месяцев после пересадки модифицированных стволовых клеток ВИЧ-позитивному жителю Китая почти половина из них выжила, однако их количества оказалось недостаточно, чтобы снизить вирусную нагрузку.
Китайские специалисты разработали человеческие стволовые клетки для имитации редкой формы естественного иммунитета к вирусу и пересадили их человеку, живущему с ВИЧ и раком крови. «Отредактированные» клетки сумели выжить в организме пациента более года, не вызывая видимых побочных эффектов, однако их количество оказалось недостаточным, чтобы серьезно снизить уровень ВИЧ.
«Это важный шаг к использованию редактирования генома для лечения заболеваний человека, - говорит биолог из Калифорнийского университета в Беркли Федор Урнов. - Благодаря этому исследованию мы теперь знаем, что модифицированные клетки способны выжить в организме пациента и не потерять своих свойств».
Предварительные результаты исследования были опубликованы 11 сентября в журнале New England Journal of Medicine. Ведущий автор работы – биолог из Пекинского университета Хонгкуи Денг (Hongkui Deng) рассказал, что исследование было вдохновлено успешной трансплантацией костного мозга более десяти лет назад, в результате которой удалось вылечить человека от ВИЧ.
Сила мутации
В 2007 году Тимоти Рэй Браун – ранее ставший известным как «берлинский пациент» – перенес пересадку костного мозга в ходе лечения лейкемии. Донор костного мозга оказался носителем редкой мутации гена CCR5, следствием которой является устойчивость к ВИЧ.
Как правило ген кодирует рецептор на поверхности белых кровяных телец, которые вирус использует для проникновения в клетки. Однако у людей с двумя копиями мутации CCR5 этот рецептор деформируется и блокирует проникновение определенных штаммов ВИЧ в клетки. ВИЧ-резистентная версия гена является исключительно редкой: она встречается только у 1% людей европейского происхождения и практически отсутствует в других этнических группах.
Врачи рассчитывали, что пересадка костного мозга заменит чувствительные к ВИЧ клетки в крови Брауна иммунными – и это сработало. Спустя почти 13 лет в его крови нет никаких признаков ВИЧ. Кроме того, ему также удалось добиться ремиссии лейкемии. В марте ученые сообщили, что второй человек в мире, пройдя аналогичную процедуру в Великобритании, был излечен.
В отличие от предыдущих исследований, для получения устойчивых к ВИЧ стволовых клеток крови Денг планировал использовать редактирование генов CRISPR, чтобы сделать данный метод лечения более доступным. Он и его коллеги проверили этот подход на 27-летнем мужчине из Китая, у которого был диагностирован ВИЧ и лейкоз, и который нуждался в пересадке костного мозга. Ученые извлекли стволовые клетки костного мозга у донора и использовали CRISPR-Cas9 для «модификации» CCR5.
Сначала специалисты не могли заставить CRISPR выбить CCR5 из стволовых клеток. Однако им все же удалось «отредактировать» 17,8% стволовых клеток донора.
Безопасность - прежде всего
Чтобы максимально увеличить вероятность того, что трансплантат избавит пациента от онкологии, микробиологи «смешали» отредактированные стволовые клетки с обычными.
После пересадки ученых интересовало, выживут ли модифицированные клетки в организме пациента и смогут ли они размножаться, а также – какое действие они окажут на ВИЧ-инфекцию и, самое главное, будет ли лечение безопасным.
«Это было первое испытание, поэтому самым важным было проверить безопасность», - рассказал Денг.
Редактирование генов CRISPR у людей в настоящий момент остается спорным методом лечения, отчасти по причине вероятного возникновения непредвиденных побочных эффектов. Исследования показали, что CRISPR иногда создает нежелательные мутации, и их последствия могут быть катастрофическими для организма.
Спустя 19 месяцев модифицированные стволовые клетки сохранились, однако их число в организме реципиента составляло только 5–8% от общего количества стволовых клеток. Это означало, что после трансплантации более половины клеток, подвергшихся редактированию, погибло. И хотя лейкоз у мужчины находится в стадии ремиссии, он все еще имеет ВИЧ-позитивный статус.
«Я не удивлен, что 5% оказалось недостаточно для снижения вирусной нагрузки, - говорит Урнов, - но теперь мы знаем, что модифицированные CRISPR клетки могут сохраняться, и что нам нужно идти дальше 5%».
Денг в свою очередь отметил, что для него самым важным результатом оказался тот, что у человека не было выявлено никаких побочных реакций, вызванных модифицированными клетками. И в ходе секвенирования геномов этих клеток, исследователи не обнаружили доказательств непреднамеренных генетических изменений.
«Это действительно хорошая новость для отрасли, - говорит Карл Джун, иммунолог из Университета Пенсильвании в Филадельфии. - Теперь мы знаем, что в принципе возможно использовать CRISPR для редактирования стволовых клеток человека. Они могут сохраняться у пациента, и процедура может быть безопасной».
По словам Джуна, представленные доказательства открывают двери для исследований данной технологии и в качестве способа лечения иных заболеваний крови, таких как серповидноклеточная анемия.
Совершенствования технологии редактирования генома означают, что исследователи теперь могут модифицировать стволовые клетки с эффективностью, превышающей 17,8%. Однако это по-прежнему сопряжено с высоким риском. Каждый раз, когда используется технология CRISPR, существует вероятность, что что-то может пойти не так.
«Полученные данные не могут считаться полным успехом, однако они, безусловно, мотивируют двигаться вперед», - говорит Урнов.
Если бы эксперимент оказался небезопасным, регулирующие органы могли бы его приостановить. Однако теперь, по его словам, ученые могут смело указать на его результаты в качестве свидетельства безопасности и перспективности данного направления исследований.
