Într-un efort major de colaborare, cercetătorii de la Școala de Medicină Lewis Katz de la Universitatea Temple și de la Centrul Medical al Universității din Nebraska (UNMC) au eliminat pentru prima dată ADN-ul competent pentru replicare al HIV-1 - virusul responsabil pentru declanșarea bolii SIDA - din genomul animalelor vii. Studiul, publicat online pe 2 iulie în revista Nature Communications, marchează un pas esențial către dezvoltarea unui tratament posibil pentru infecția cu HIV la om.
„Studiul nostru arată că tratamentul pentru a suprima replicarea HIV și terapia de modificare a genei, atunci când este administrat în mod secvențial, poate elimina HIV din celule și organe ale animalelor infectate", a declarat dr. Kamel Khalili, profesor și președinte al Departamentului de Neuroștiințe, Director al Centrului de Neurovirologie și director al Centrului NeuroAIDS de la Școala de Medicină Lewis Katz din cadrul Universității Temple (LKSOM).
„Această realizare nu ar fi fost posibilă fără un efort extraordinar de echipă, care a inclus virusologi, imunologi, biologi moleculari, farmacologi și experți în domeniul farmaceutic", a spus dr. Howard Gendelman. „Numai prin punerea în comun a resurselor noastre am fost capabili să facem această descoperire inovatoare", a subliniat el.
Tratamentul actual pentru HIV se concentrează asupra utilizării terapiei antiretrovirale (ART). ART suprimă replicarea HIV, dar nu elimină complet virusul din organism. Prin urmare, ART nu este un tratament pentru HIV și necesită o utilizare pe toată durata vieții. Dacă este oprită terapia, HIV poate să reapară, reîncepând replicarea și alimentând dezvoltarea SIDA. Reculul HIV este atribuit în mod direct capacității virusului de a-și integra secvența de ADN în genomul celulelor sistemului imunitar, unde pot sta latente și la distanță de acțiunea medicamentelor antiretrovirale.
Într-un studiu anterior, echipa doctorului Khalili a folosit tehnologia CRISPR-Cas9 pentru a dezvolta un nou gen de editare și un sistem de administrare a terapiei genice care vizează eliminarea ADN-ului HIV din genomul care adăpostește virusul. La șobolani și șoareci, aceștia au arătat că sistemul de editare a genei ar putea să acopere în mod eficient fragmente mari de ADN-ul HIV de la celulele infectate, afectând în mod semnificativ expresia genelor virale. Similar cu ART, totuși, editarea genei nu poate elimina complet HIV pe cont propriu.
Au combinat două tehnici care descoperă și distrug ADN-ul de replicare
Pentru noul studiu, dr. Khalili și colegii săi au combinat sistemul de editare a genei cu o strategie terapeutică recent dezvoltată, cunoscută sub numele de ART de eliberare eficientă lentă (LASER). LASER ART a fost co-dezvoltat de Dr. Gendelman și dr. Benson Edagwa, profesor asistent de farmacologie la UNMC.
LASER ART vizează „sanctuarele" virale și menține replicarea HIV la niveluri scăzute pentru perioade lungi de timp, reducând frecvența administrării ART. Medicamentele cu durată îndelungată au fost posibile prin modificări farmacologice în structura chimică a medicamentelor antiretrovirale.
Medicamentul modificat a fost ambalat în nanocristale, care se distribuie ușor în țesuturi unde HIV este probabil să se ascundă în stare de hibernare. De acolo, nanocristalele, stocate în celule timp de câteva săptămâni, eliberează încet medicamentul.
Potrivit dr. Khalili, „am vrut să vedem dacă LASER ART ar putea suprima replicarea HIV suficient de mult încât CRISPR-Cas9 să elimine complet ADN-ul viral din celule".
Pentru a-și testa ideea, cercetătorii au folosit șoareci „proiectați" să producă celule T umane sensibile la infecția cu HIV, permițând infecție virală pe termen lung și latență indusa de ART. Odată ce infecția a fost stabilită, șoarecii au fost tratați cu LASER ART și ulterior cu CRISPR-Cas9. La sfârșitul perioadei de tratament, șoarecii au fost examinați pentru a vedea încărcătura virală.
Suprinzător, analizele au evidențiat eliminarea completă a ADN-ului HIV în aproximativ o treime din șoarecii infectați. În urma rezultatelor fantastice, cercetătorii au programat deja două noi studii pentru a finaliza tratamentul care elimină definitiv infecția cu HIV.
„Mesajul important al acestei lucrări este ca este nevoie de CRISPR-Cas9 și de supresia virusului printr-o metoda cum ar fi LASER ART, administrate împreună, pentru a produce un tratament curativ pentru infecția cu HIV", a spus dr. Khalili. „Acum avem o cale clară pentru a merge mai departe în studii pe primate non-umane și, eventual, studii clinice la pacienți umani în decurs de un an".
