Доктор Дженнифер Адэр и доктор Сисси Китьо выступают на IAS 2021.
Медицинская наука начинает лицензировать и использовать лекарства и процедуры, которые изменяют генетический код внутри клеток организма и корректируют “плохой код”, который может привести к таким заболеваниям, как рак и аутоиммунные заболевания. Поскольку ВИЧ – это заболевание, возникающее в результате того, что вирус внедряет такой фрагмент вредоносного кода в наши гены, такие методы лечения могут быть использованы для того, чтобы устранить этот код и добиться излечения.
Именно это услышали участники прошедшей в прошлом месяце Международной научной конференции Общества по борьбе со СПИДом, посвященной ВИЧ (IAS 2021), на семинаре по лечению ВИЧ. Семинар открылся двумя вступительными докладами профессора Ханса-Петера Кима, заведующего кафедрой генной терапии в онкологическом исследовательском центре Фреда Хатчинсона в Сиэтле, США (“Фред Хатч”), и совместной презентацией доктора Дженнифер Адэр из Fred Hutch и доктора Сисси Китьо из Совместного исследовательского центра Фреда Хатча. Центр клинических исследований (JCRC) в Кампале, Уганда.
Последнее выступление стало знаком признания того, что, хотя перспективы генной медицины более радужны, чем когда-либо прежде, ее стоимость и сложность плохо согласуются с глобальной эпидемиологией ВИЧ, которая в основном затрагивает беднейшие и наиболее обездоленные сообщества в мире. Несмотря на это, Фред Хатч и JCRC приступили к реализации совместной исследовательской программы по разработке в течение ближайших нескольких лет метода генной терапии ВИЧ, который можно было бы реально расширить для использования в странах с низким уровнем дохода.
Пионер исследований в области лечения ВИЧ-инфекции доктор Пола Кэннон из Университета Южной Калифорнии, председательствовавшая на сессии, сказала: “После нескольких десятилетий усилий и неудачных попыток генная терапия теперь может помочь в лечении заболеваний, которые ранее были неизлечимы”.
Мы вылечили ВИЧ – дважды
Ханс-Петер Кием признал ключевую роль общественной пропаганды в поддержке исследований cure, отметив, что его проект defeatHIV стал одним из первых получателей гранта от коллаборационистского фонда Мартина Делани, названный в честь знаменитого американского активиста в области лечения, который умер в 2009 году.
Другим фактором, который дал толчок исследованиям в области лечения ВИЧ, было, конечно же, объявление о том, что кто-то излечился: Тимоти Рэй Браун, о ликвидации которого впервые было объявлено в 2008 году и который публично заявил об этом в 2010 году. Он умер в 2019 году от лейкемии, лечение которой привело к излечению от ВИЧ, но к тому времени прожил уже 13 лет после заражения ВИЧ. Он прожил достаточно долго, чтобы поговорить с Адамом Кастильехо, вторым человеком, излечившимся от ВИЧ, и побудить его тоже признаться.
Истории Тимоти и Адама показали, что ВИЧ можно вылечить, в том числе с помощью примитивной формы генной терапии: им обоим, больным раком, пересадили костный мозг от доноров, в Т-клетках которых отсутствовал ген рецептора CCR5, который необходим почти для всех случаев ВИЧ-инфекции.
Но существует только два способа лечения по двум причинам: во-первых, трансплантация костного мозга сама по себе является очень рискованной процедурой, предполагающей удаление и замену всей иммунной системы уже больных пациентов. В 2014 году врач Брауна, Геро Хаттер, сообщил, что Тимоти Рэй Браун был лишь одним из восьми пациентов, на которых была опробована эта процедура, но все остальные умерли.
Во-вторых, совместимых доноров костного мозга и так трудно найти, и, если ограничить их примерно 1% людей, у которых отсутствует рецептор CCR5, все они имеют североевропейское происхождение, это означает, что очень немногие люди могли бы извлечь выгоду из такого подхода. Попытка трансплантации с использованием Т-клеток, у которых нет недостатка в CCR5, в надежде на то, что замена иммунной системы клетками человека, у которого нет рака, также поможет избавиться от ВИЧ, в любом случае привела к временным периодам необнаруживаемого ВИЧ после терапии, но вирус всегда возвращался.
(Таких людей, как Браун и Кастильехо, чья ВИЧ-инфекция была излечена с помощью медицинского вмешательства, следует отличать от людей, которые, по-видимому, спонтанно излечились сами, таких как Лорин Вилленберг: такие люди, конечно, представляют большой интерес для исследователей лечения, но фокус в том, чтобы это происходило постоянно с другими людьми.)
Как это можно было бы сделать для других
Методы лечения Брауна и Кастильехо, как и трансплантация, были так называемыми “аллогенными”, что означало, что устойчивые к ВИЧ клетки были получены от другого человека. Более подходящими были бы “аутогенные” трансплантации, при которых клетки иммунной системы берутся у человека с ВИЧ, генетически изменяются в лабораторных условиях, чтобы сделать их устойчивыми к ВИЧ, а затем вводятся повторно. Об этом типе процедуры для aidsmap писал еще в 2011 году специалист по лечению Мэтт Шарп, который сам прошел такую процедуру.
Спектр генной терапии не ограничивается делецией CCR5. Генная терапия чрезвычайно универсальна и может быть использована различными способами.
Вместо того, чтобы использовать генную терапию для придания клеткам устойчивости к ВИЧ, она может напрямую восстанавливать дефектные гены в клетках с помощью технологии “вырезать и вставить”, такой как CRISPR/Cas9 Это уже используется в исследованиях при лечении некоторых генетических заболеваний, таких как муковисцидоз и серповидноклеточная анемия. Учитывая, что ВИЧ-инфицированные клетки также “дефектны” в том смысле, что они содержат участки чужеродной ДНК, которых там быть не должно, они поддаются такому же молекулярному редактированию. Ранние испытания дали многообещающие результаты, но проблема, как и во многих других методах генной терапии, заключается в том, чтобы обеспечить почти полное уничтожение клеток, содержащих ДНК.
Один из способов сделать это заключается не в удалении ДНК ВИЧ из инфицированных клеток, а в предпочтительном уничтожении самих клеток путем создания так называемых “химерных антигенных рецепторов” (CAR) Т-клеток. Это Т-лимфоциты, гены которых были модифицированы таким образом, что их обычные рецепторы, такие как CD4 или CD8, были заменены рецепторами, очень специфично настроенными на антигены (чужеродные или необычные белки), обнаруживаемые инфицированными клетками и раковыми клетками. Несколько методов клеточной терапии CAR уже лицензированы для лечения рака; проблема с ВИЧ заключается в том, что клетки-резервуары не содержат иммуностимулирующих антигенов на своей поверхности. Это означает, что CAR-Т-клетки должны использоваться наряду с лекарственными препаратами, такими как ингибиторы PD-1, которые останавливают переход клеток в фазу покоя-резервуара, – подход, продемонстрированный на IAS 2021.
Для создания вакцин или лекарств можно использовать несколько других подходов. Один из них заключается в разработке В-клеток таким образом, чтобы они вырабатывали нейтрализующие антитела широкого спектра действия. Способ “настроить” их для этого, называемый нацеливанием на зародышевую линию, также обсуждался на IAS 2021, но если нам удастся создать В-клетки, которые могут это делать, то теоретически мы могли бы напрямую редактировать их гены, чтобы заставить их делать то же самое.
“Тимоти Рэю Брауну и Адаму Кастильехо обоим была проведена трансплантация костного мозга от доноров, в Т-клетках которых отсутствовал ген рецептора CCR5”.
Другой способ – заставить клетки вырабатывать вирусные антигены или вирусоподобные частицы, на которые затем реагирует иммунная система. Ученые работали над этим методом в течение 20 лет, и в прошлом году он принес успех, когда вакцины Pfizer и Moderna против вируса SARS-CoV-2 показали более чем 90-процентный успех в подавлении симптомов COVID-19. Эти вакцины не являются “генной инженерией” в смысле изменения генома клеток; скорее, они вводят продукт генетической активации в клетках, информационную РНК, которая образуется при “считывании” генов и рассылается по остальной части клетки, чтобы дать ей команду вырабатывать белки.
Однако, поскольку ВИЧ более вариабелен и менее иммуногенен, чем SARS-CoV-2, вакцина, индуцированная РНК, должна была бы быть чем-то, что гораздо больше походило бы на целый вирус это не просто белок-спайк, который содержится в вакцинах Pfizer и Moderna. Если бы такая вакцина существовала, ее можно было бы использовать как в терапевтических, так и в профилактических целях, стимулируя иммунную реакцию на активированные ВИЧ-инфицированные клетки. Компания Moderna объявила, что теперь они возобновят исследования по созданию вакцины против ВИЧ, над которыми они работали, когда разразился COVID-19.
Проблема всех этих более щадящих процедур заключается в том, что оказалось трудным заменить все восприимчивые к ВИЧ клетки устойчивыми к ВИЧ или чувствительными к ВИЧ-инфекции, хотя происходит “приживление”, что означает, что аутологичные клетки не отторгаются организмом и способны создавать популяцию в течение некоторого времени. со временем (в некоторых экспериментах на животных происходит замена до 90% нативных иммунных клеток) неизмененные иммунные клетки, как правило, побеждают, поскольку введенным клеткам не хватает глубокого запаса восполняющих клеток.
Кием сказал, что ученые пытаются обойти эту проблему, отбирая и изменяя только так называемые гемопоэтические стволовые клетки (ГСК). Эти редкие и долгоживущие клетки, обнаруженные в костном мозге, являются источником пополнения запасов иммунной системы. Они дифференцируются, когда размножаются, и дают начало всем иммунным клеткам, которые выполняют различные функции: Т-лимфоцитам CD4 и CD8, В-клеткам, вырабатывающим антитела, макрофагам, которые поглощают патогены, дендритным клеткам, моноцитам, естественным клеткам-киллерам и другим.
Генетическое изменение ГСК, позволяющее им тем или иным образом бороться с ВИЧ, теоретически может привести к формированию стойкой иммунной системы, устойчивой к ВИЧ. Теоретически они могут “затаиться” и быть готовыми к производству эффекторных клеток различных типов. Они будут готовы к появлению новой ВИЧ-инфекции (при использовании в качестве вакцины) или к повторному заражению вирусом ВИЧ и обнаружению вируса в организме (при использовании в качестве части лечения). Если бы человек с искусственно сконструированными стволовыми клетками мог проходить многократные циклы прерывания лечения, теоретически его резервуар ВИЧ мог бы постепенно удаляться.
Можно ли снизить затраты?
“Генная терапия невероятно дорога”.
Как упоминалось выше, хотя генетическая медицина демонстрирует огромные перспективы, сложность и дороговизна ее методов означают, что в настоящее время она вряд ли принесет пользу большинству людей, которые в ней действительно нуждаются.
Ханс-Петер Кием сказал, что в настоящее время около 60 миллионов человек страдают заболеваниями, которым могла бы помочь генная терапия. Подавляющее большинство из них либо инфицированы ВИЧ (37 миллионов), либо страдают гемоглобинопатиями – заболеваниями, вызывающими аномалии развития крови, такими как серповидноклеточная анемия и талассемия, которые также распространены в странах с низким уровнем дохода (20 миллионов).
Доктор Дженнифер Адэр, один из первых исследователей, предложивших сотрудничество в области генной терапии ВИЧ с африканскими институтами, сказала, что генная терапия уже лицензирована для лечения таких заболеваний, как талассемия, спинальная мышечная атрофия, Т-клеточная лимфома и одна из форм ранней слепоты.
Но они удивительно дороги. Ярлык “самый дорогой препарат в мире”, в зависимости от того, какой источник вы читаете, указывает либо на Zynteglo, генетический препарат для коррекции аномального уровня бета-гемоглобина, лицензированный в США для лечения талассемии, либо на Zolgensma, препарат, лицензированный в Европе и назначаемый детям для коррекции дефектного гена, который приводит к развитию спинномозговой мускулатуры. атрофия.
Стоимость обоих препаратов составляет около 1,8 миллиона фунтов стерлингов за одну дозу. Цена обусловлена не только стоимостью сложного технологического процесса, используемого для их изготовления, но и тем, что они используются для лечения редких заболеваний и поэтому имеют небольшой рынок сбыта.
В настоящее время технология, необходимая для создания аутогенных генно-инженерных клеток, является, пожалуй, еще более дорогостоящей и сложной, чем для введения аллогенных клеток. Для этого требуется около десяти сотрудников и рабочее пространство площадью 50 квадратных метров на одного пациента. Недавно появилась так называемая “генная терапия в коробке”, которая может сократить площадь, необходимую для производства аутогенных генно-инженерных клеток, с 50 до менее чем одного квадратного метра, а количество персонала – до одного или двух человек, но что действительно необходимо, так это “генная инженерия в одном флаконе’; терапия, аналогичная векторной или РНК-вакцине, которая может быть введена в виде инъекции и вызывает необходимые генетические изменения в организме.
Несмотря на трудности, Национальные институты здравоохранения США сотрудничают с фондом Билла и Мелинды Гейтс в разработке комбинированной программы генной терапии ВИЧ и серповидноклеточной анемии (учитывая, что то, что работает в одном случае, может быть адаптировано для лечения другого).
Центр Фреда Хатчинсона объединился с Объединенным центром клинических исследований в Уганде с очень амбициозной целью – создать генную терапию, которая была бы готова к тестированию на людях в течение двух лет в африканских условиях, и в случае успеха ее можно было бы расширить, чтобы она была экономичной для Африки.
Доктор Сисси Китьо (Cissy Kityo) из JCRC в Уганде рассказала на конференции, что по состоянию на 2020 год было зарегистрировано 373 испытания препаратов для генной терапии, из которых 35 находились в стадии III испытаний эффективности. Мировой бюджет на регенеративную медицину, включающую генную терапию и связанные с ней методы, составил 19,9 миллиарда долларов, увеличившись на 30% по сравнению с предыдущим годом. По прогнозам Управления по контролю за продуктами и лекарствами США, исходя из текущих темпов прогресса и графика разработки, к 2025 году они могут лицензировать около 100 препаратов для генной терапии в год.
Эта отрасль медицины больше не является экзотической, сказала она. Теперь необходимо предпринять шаги, чтобы опробовать генную терапию на людях, которые больше всего в ней нуждаются, и превратить экзотику в доступную, добавила она.
Рекомендации
Кием HP. Создание условий для использования клеточной и генной терапии для усиления контроля или искоренения ВИЧ.
Адэр Дж. и Китьо К. Обзор стратегий внедрения клеточной и генной терапии в странах с ограниченными ресурсами.
Презентации на открытии форума по лечению ВИЧ и генной терапии, 11-я научная конференция по ВИЧ, SY14, 2021.
