Генная терапия, которая воздействует на корецепторы на поверхности Т-клеток, может защитить эти клетки от ВИЧ-инфекции, что представляет собой потенциальный первый шаг к достижению “функционального излечения”, сообщили исследователи на 18-й конференции по ретровирусам и оппортунистическим инфекциям (CROI), проходящей на этой неделе в Бостоне.
Этой статье более 14 лет. Ознакомьтесь с более свежими статьями на эту тему
ВИЧ использует два различных поверхностных корецептора – CCR5 и CXCR4 – для проникновения в CD4-Т-клетки. Если корецепторы заблокированы или повреждены, вирус не может проникнуть в клетки. В понедельник были представлены две презентации, посвященные использованию генной терапии для создания клеток, в которых отсутствуют эти рецепторные белки и, следовательно, которые защищены от инфекции.
Джей Лалезари из Quest Clinical Research в Сан-Франциско и его коллеги использовали технологию нуклеазы цинкового пальца, разработанную Sangamo BioSciences, чтобы отключить ген, ответственный за выработку корецептора CCR5 на Т-клетках.
Эта работа основана на знаниях, полученных от “элитных контролеров”, небольшой части ВИЧ-инфицированных людей, которые имеют естественную генетическую мутацию, известную как CCR5-дельта-32. Эти люди не экспрессируют CCR5 на своих Т-клетках и способны поддерживать неопределяемую или очень низкую вирусную нагрузку без антиретровирусной терапии.
Аналогичным образом, мужчина, получивший прозвище “берлинский пациент”, получил две трансплантации костного мозга для лечения лейкемии от донора с мутацией дельта-32 . Его собственные иммунные клетки были уничтожены химиотерапией, направленной на борьбу с лейкемией, и его иммунная система была восстановлена клетками, в которых отсутствовал CCR5. Мужчина прекратил антиретровирусную терапию, и три года спустя исследователи не смогли обнаружить никаких следов ВИЧ.
Учитывая, что трансплантация костного мозга в больших масштабах невозможна, исследователи изучают другие способы достижения аналогичного результата.
В исследовании Лалезари, проведенном в рамках фазы 1, приняли участие шесть ВИЧ-позитивных участников, получавших антиретровирусную терапию. Все они были мужчинами, большинству из них было чуть за пятьдесят, и они были инфицированы в течение двадцати-тридцати лет. У них была неопределяемая вирусная нагрузка (< 50 копий/мл), но не наблюдалось оптимального восстановления CD4-клеток, их количество находилось в диапазоне от 200 до 500 клеток/мм3.
Участники прошли процедуру, известную как аферез, при которой кровь выводится из организма, Т-клетки отфильтровываются, а остальная часть крови возвращается обратно.
Собранные Т-клетки отправляли в лабораторию, где их активировали и обрабатывали нуклеазой цинкового пальца, переносимой аденовирусным вектором. Лалезари объяснил, что нуклеаза вызывает разрыв двухцепочечной ДНК в гене CCR5, и процесс восстановления постоянно нарушает работу гена.
Обработанные клетки были выведены за пределы организма, и около 25% из них были успешно модифицированы. Удаленные клетки CCR5, известные как SB-728–T, были затем заморожены, отправлены обратно в исследовательские клиники и повторно введены первоначальным пациентам. Две группы получили дозы в десять и двадцать миллиардов клеток; третья группа, которая сейчас проводится, получит тридцать миллиардов клеток.
Процесс афереза и повторной инфузии был безопасным и в целом хорошо переносился. У некоторых участников появились симптомы, похожие на грипп, но они были временными. Никаких серьезных побочных эффектов или отклонений от лабораторных показателей обнаружено не было. “По-видимому, нет никаких проблем с безопасностью”, – сказал Лалезари на пресс-конференции, посвященной исследованию.
У всех шести участников измененные CD4-клетки прижились в организме и пролиферировали аналогично нормальным Т-клеткам. У пяти из шести пациентов наблюдалось значительное и устойчивое увеличение количества CD4-клеток, составлявшее в среднем около 200 клеток/мм3, хотя у разных пациентов и с течением времени это увеличение сильно различалось.
У пяти участников также нормализовалось соотношение CD4-клеток к CD8-клеткам, которое обычно меняется на обратное у людей с ВИЧ.
Через 90 дней до 7% CD4-клеток периферической крови показали делецию CCR5. Биопсия ректальной ткани показала, что измененные CD4-клетки распределились по слизистой оболочке кишечника подобно нормальным Т-клеткам.
Наблюдаемое увеличение количества CD4-клеток было в среднем в три раза больше, чем ожидалось, исходя из количества введенных клеток, отметил Лалезари. Однако он признал, что процедура изменения включала активацию клеток, что, возможно, способствовало их пролиферации.
У одного участника, который не реагировал на лечение так же хорошо, был высокий уровень антител против аденовирусного вектора, что, возможно, сделало процедуру удаления CCR5 менее эффективной.
По словам Лалезари, эти результаты представляют собой подтверждение концепции, которая еще больше подтверждает выводы берлинских пациентов, но он предупредил, что пока слишком рано говорить об этих результатах как об излечении.
Следующим шагом будет тестирование процедуры удаления CCR5 у ВИЧ-позитивных людей с реплицирующимся вирусом, чтобы выяснить, снижает ли повторная инфузия измененных клеток CD4 вирусную нагрузку и дает ли клинический эффект. Исследователи изучат людей, не получающих лечения, которые еще не начали терапию, а также некоторых пациентов с опытом лечения, которые не реагируют на текущую терапию.
По словам Лалезари, надежда состоит в том, чтобы создать резервуар клеток, устойчивых к ВИЧ-инфекции. Если метод генной терапии окажется успешным, это должно обеспечить значительное преимущество в выживании, поскольку защищенные клетки будут продолжать размножаться, в то время как восприимчивые клетки будут инфицированы ВИЧ, что приведет к их ранней гибели.
CXCR4
Поскольку ВИЧ может использовать как CCR5, так и CXCR4 для проникновения в Т-клетки, для полной защиты клетки от инфекции потребуется разрушение обоих корецепторов.
Крейг Уилен (Craig Wilen) из Пенсильванского университета и его коллеги представили некоторые из первых данных о генной терапии, позволяющей влиять на экспрессию CXCR4 в клетках CD4.
Эта команда также использовала технологию нуклеазы цинкового пальца, разработанную компанией Sangamo. В этом случае нуклеаза также вызывает двухцепочечный разрыв в гене CXCR4. Мутации, возникающие в процессе репарации, нарушают экспрессию корецепторов. Клетки с наиболее распространенной мутацией, CXCR4-дельта-18, показали незначительную поверхностную экспрессию корецептора или вообще не показали ее.
По словам Уилена, доклинические данные были “очень многообещающими”. Лабораторные исследования на клеточных культурах показали, что процедура “цинковый палец” не оказывает негативного влияния на пролиферацию Т-клеток. Изменение клеток обеспечивает “надежную защиту”. При воздействии ВИЧ модифицированные клетки с нарушенной экспрессией CXCR4 показали значительное преимущество в выживании.
У мышей с гуманизированной иммунной системой измененные клетки CD4 были защищены от заражения штаммами ВИЧ с помощью корецептора CXCR4. Защитный эффект был очевиден через 14 дней после повторной инфузии, хотя со временем эффект ослабевал.
Блокирование CXCR4 может оказаться более сложной задачей, чем блокирование CCR5. Люди с естественной мутацией CCR5-дельта-32, как правило, здоровы, а незначительные изменения в иммунной системе повышают устойчивость или восприимчивость к определенным инфекциям. Однако потенциальные последствия блокирования CXCR4 до конца не изучены. Уилен отметил, что изучаемый метод нацелен конкретно на зрелые CD4-Т-клетки, что, вероятно, будет иметь меньший эффект, чем при воздействии на CXCR4 во всех типах клеток.
По словам Уилена, проведенные на сегодняшний день исследования показывают, что необходимо воздействовать как на CCR5, так и на CXCR4 в Т-клетках, и его исследования показали, что и то, и другое может быть достигнуто в одной и той же клетке.
Было доказано, что изменение зрелых CD4-Т-клеток обеспечивает защиту от ВИЧ-инфекции, по крайней мере, в краткосрочной перспективе. Но использование аналогичного подхода к генной терапии гемопоэтических стволовых клеток, которые дают начало всем типам клеток крови, включая CD4–клетки, может обеспечить более длительную защиту, а возможно, и на всю жизнь.
Хотя изначально подход к аферезу и генной терапии был довольно дорогостоящим, сейчас исследователи изучают, как можно расширить масштабы этой процедуры. Если модификация клеток будет проводиться нечасто, а еще лучше – только один раз в жизни, это может оказаться экономически выгодным по сравнению с пожизненной антиретровирусной терапией.
Тезисы и веб-трансляция
Вы можете ознакомиться с тезисами этого исследования на официальном веб-сайте конференции:
Аннотация 46: www.retroconference.org/2011/Abstracts/41074.htm
Аннотация 47: www.retroconference.org/2011/Abstracts/41853.htm
Вы также можете посмотреть онлайн-трансляцию презентаций, сделанных на этой сессии конференции, включая выступления Джея Лалезари и Крейга Уилена.
Веб-трансляция “ВИЧ: инновационные терапевтические подходы, АРТ и лекарственная устойчивость“.
Список литературы
Лалезари Дж. и др. Успешное и стойкое приживление аутологичных CD4-Т-клеток ZFN-M-R5-D (SB-728-T) у ВИЧ-инфицированных лиц, получавших ВААРТ. 18-я конференция по ретровирусам и оппортунистическим инфекциям, тезисы 46, Бостон, 2011.
Уилен С. и др. Создание иммунной системы, устойчивой к ВИЧ: использование CXCR4 ZFN для редактирования генома человека. 18-я конференция по ретровирусам и оппортунистическим инфекциям, тезисы 47, Бостон, 2011.
