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Chinesische Wissenschaftler versuchten, HIV mit CRISPR zu behandeln

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Sie haben HIV nicht geheilt, aber Experten sind immer noch begeistert.

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Wissenschaftler in China haben die CRISPR Gen-Editing-Technologie zur Behandlung eines HIV-Patienten eingesetzt, aber sie hat den Patienten nicht geheilt, so eine neue Studie.

Die Arbeit, die heute (11. September) im New England Journal of Medicine veröffentlicht wurde, markiert das erste Mal, dass dieses spezielle Gen-Editing-Tool in einer experimentellen HIV-Therapie eingesetzt wurde, so die Autoren der Peking University in Peking.

Auch wenn die Behandlung die HIV-Infektion des Patienten nicht kontrollierte, erschien die Therapie sicher - die Forscher entdeckten keine unbeabsichtigten genetischen Veränderungen, die in der Vergangenheit bei Gentherapien ein Thema waren.

Experten lobten die Arbeit als wichtigen ersten Schritt, um mit CRISPR, einem Werkzeug, mit dem Forscher DNA präzise bearbeiten können, Patienten mit HIV zu helfen.

"Sie führten ein sehr innovatives Experiment an einem Patienten durch, und es war sicher", sagte Dr. Amesh Adalja, ein Spezialist für Infektionskrankheiten und Senior Scholar am Johns Hopkins Center for Health Security in Baltimore, der nicht an der Studie beteiligt war. "Es sollte als Erfolg angesehen werden."

Die neue Studie unterscheidet sich sehr von dem unabhängigen, umstrittenen Fall eines chinesischen Wissenschaftlers, der mit CRISPR die Genome von Zwillingsbabys bearbeitet hat, um sie resistent gegen HIV zu machen. In diesem Fall hat der chinesische Wissenschaftler die DNA von Embryonen bearbeitet, und diese Genveränderungen können an die nächste Generation weitergegeben werden. In der neuen Studie wurden die DNA-Edits in adulten Zellen vorgenommen, so dass sie nicht weitergegeben werden können

An der Studie war ein einzelner HIV-Patient beteiligt, der auch Leukämie, eine Art Blutkrebs, entwickelt hatte. Infolgedessen benötigte der Patient eine Knochenmarktransplantation. So nutzten die Forscher die Gelegenheit, DNA in Knochenmarkstammzellen von einem Spender zu bearbeiten, bevor sie die Zellen in den Patienten transplantierten

Konkret haben die Forscher mit CRISPR ein Gen namens CCR5 gelöscht, das Anweisungen für ein Protein liefert, das auf der Oberfläche einiger Immunzellen sitzt. HIV nutzt dieses Protein als "Port", um in die Zellen zu gelangen

Der geringe Prozentsatz der Menschen, die natürlich eine Mutation im CCR5-Gen haben, ist resistent gegen eine HIV-Infektion

Darüber hinaus hatten die einzigen beiden Menschen auf der Welt, die als "geheilt" von HIV galten - bekannt als der Berliner und der Londoner Patient - das Virus scheinbar aus ihrem Körper eliminiert, nachdem sie Knochenmarktransplantationen von Spendern mit der natürlichen CCR5-Mutation erhalten hatten.

Da es jedoch schwierig sein kann, mit dieser Mutation Knochenmarkspender zu finden, gingen die Forscher davon aus, dass genetisch veränderte Spenderzellen den gleichen Effekt haben könnten.

Einen Monat nach Erhalt des Transplantats befand sich seine Leukämie in kompletter Remission. Tests zeigten auch, dass die gentechnisch veränderten Stammzellen in seinem Körper wachsen und Blutzellen produzieren konnten. Diese genetisch veränderten Zellen blieben im Körper des Patienten während der gesamten 19 Monate, die ihm gefolgt wurden, erhalten.

Darüber hinaus sahen die Forscher keine "off-target"-Effekte der CRISPR-Genaufbereitung, d.h. das Tool führte keine genetischen Veränderungen an Orten ein, an denen es nicht beabsichtigt war oder Probleme verursachen könnte.

Als der Patient jedoch im Rahmen der Studie kurzzeitig aufhörte, über seine HIV-Medikamente zu sprechen, stiegen die Werte des Virus in seinem Körper an, und er musste mit der Einnahme seiner Medikamente wieder beginnen. Diese Reaktion war anders als bei den Berliner und Londoner Patienten, die ohne Medikamente HIV-frei bleiben konnten.

Die geringe Reaktion bei dem Pekinger Patienten trat wahrscheinlich zum Teil dadurch auf, dass der Prozess der Gen-Editierung nicht sehr effizient war. Mit anderen Worten, die Forscher waren nicht in der Lage, das CCR5-Gen in allen Spenderzellen zu löschen

Dennoch glauben wir, dass diese Strategie ein vielversprechender Ansatz für die Gentherapie ist" für HIV, sagte der Seniorautor Hongkui Deng, Professor für Zellbiologie an der Peking-Universität, gegenüber Live Science.

Eine mögliche Möglichkeit, den Prozess der Gen-Editierung zu verbessern, wäre, mit sogenannten pluripotenten Stammzellen zu beginnen, die das Potenzial haben, einen beliebigen Zelltyp im Körper zu bilden, sagte Deng. Die Forscher würden diese Zellen mit CRISPR bearbeiten, um CCR5 zu inaktivieren, und dann die Zellen dazu bringen, die Blutstammzellen zu werden, die für Knochenmarktransplantationen verwendet werden. Diese Strategie könnte zu einer größeren Anzahl von Spenderzellen mit dem bearbeiteten CCR5-Gen führen, sagte Deng.

Es ist wichtig zu beachten, dass diese Art der Gentherapie nur möglich war, weil der Patient zufällig auch eine Knochenmarktransplantation benötigte, und so ist es nichts, was in seiner jetzigen Form auf den durchschnittlichen HIV-Patienten angewendet werden könnte.

"Das sind keine gewöhnlichen Menschen mit HIV", sagte Adalja zu Live Science. "Das sind Menschen, die an HIV erkrankt sind und auch eine Knochenmarktransplantation benötigen", sagte er. Adalja fügte hinzu, dass eine Knochenmarktransplantation ein gefährlicher Vorgang sein kann.

Obwohl die CCR5-Mutation vor HIV schützt, deuten einige Studien darauf hin, dass die genetische Veränderung andere schädliche Auswirkungen haben könnte. So ergab beispielsweise eine Anfang des Jahres veröffentlichte Studie, dass die natürliche CCR5-Mutation mit einem erhöhten Risiko für einen frühen Tod verbunden ist. Die Forscher stellen jedoch fest, dass sie mit ihrer HIV-Behandlung das CCR5-Gen nur in Blutstammzellen modifizieren, was das CCR5-Gen in anderen Geweben des Körpers nicht beeinträchtigen würde.

In einem Leitartikel, der die Studie begleitet, sagte Dr. Carl June, Direktor des Center for Cellular Immuntherapies an der University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, dass die zukünftige Forschung mit CRISPR for HIV den Teilnehmern über noch längere Zeiträume folgen sollte, da schädliche Effekte der Gentherapie, wie z.B. Krebs, Jahre dauern können. June, der nicht an der neuen Studie beteiligt war, führte zuvor eine Gentherapie bei HIV durch, allerdings nicht bei CRISPR.