Hiv-durchbruch: wissenschaftler entfernen viren bei tieren mit genbearbeitung


Hiv-durchbruch: wissenschaftler entfernen viren bei tieren mit genbearbeitung

Die Wissenschaftler haben es geschafft, das Virus erfolgreich in HIV-positiven Mäusen zu "bearbeiten".

Weltweit leben zehn Millionen Menschen mit HIV. Während Wissenschaftler und medizinische Fachkräfte noch keine dauerhafte Heilung für das Virus haben, haben die Forscher gerade einen Durchbruch gemacht: Sie haben es geschafft, die HIV-1-Infektion bei Mäusen zu eliminieren.

Nach den Zentren für Krankheitskontrolle und Prävention (CDC) sind mehr als 36 Millionen Menschen auf der ganzen Welt HIV-positiv, und etwa 1,2 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten leben mit dem Virus.

Während es derzeit keine Heilung für die Infektion gibt, sind die Wissenschaftler gerade näher gekommen, um einen zu finden. Mit einer Gen-Editing-Technologie namens "CRISPR / Cas9", die Forscher erfolgreich ausgeschnitten die HIV-1-Provirus in drei Tier-Modelle.

Ein Provirus ist eine inaktive Virusform. Es tritt auf, wenn das Virus in die Gene einer Zelle integriert hat. Im Falle von HIV sind diese Wirtszellen die sogenannten CD4-Zellen - sobald das Virus in die DNA der CD4-Zellen eingebaut wurde, repliziert es sich mit jeder Generation von CD4-Zellen.

Die drei Mausmodelle, die in der aktuellen Forschung verwendet wurden, umfassten ein "humanisiertes" Modell, in dem die Mäuse genetisch verändert wurden, um menschliche Immunzellen zu haben, die dann mit HIV-1 infiziert wurden.

Das Team wurde von Dr. Wenhui Hu, Ph.D., Associate Professor in der Centre for Metabolic Disease Research und der Abteilung für Pathologie an der Lewis Katz School of Medicine (LKSOM) an der Temple University in Philadelphia, zusammen mit Kamel Khalili, Ph.D., Laura H. Carnell Professor und Vorsitzender der Abteilung für Neurowissenschaften bei LKSOM und Won-Bin Young, Ph.D., die vor kurzem LKSOM beigetreten sind.

Die neue Studie - veröffentlicht in der Zeitschrift Molekulare Therapie - baut auf früheren Untersuchungen des gleichen Teams auf, in denen sie genetisch veränderte Nagetiere verwendet haben, um zu zeigen, dass ihre Gen-Editing-Technologie die HIV-1-infizierten DNA-Segmente eliminieren könnte.

"Unsere neue Studie ist umfangreicher", erklärt Dr. Hu, "wir haben die Daten aus unserer bisherigen Arbeit bestätigt und die Effizienz unserer Genbearbeitungsstrategie verbessert. Wir zeigen auch, dass die Strategie in zwei weiteren Mausmodellen wirksam ist Akute Infektion in Mäusezellen und die andere, die eine chronische oder latente Infektion in menschlichen Zellen darstellen."

Gene Editing Strategie 96 Prozent effektiv

Dr. Hu und Team inaktiviert HIV-1, signifikant reduzieren die RNA-Expression von viralen Genen in den Organen und Geweben von genetisch veränderten Mäusen.

Insbesondere wurde die RNA-Expression um etwa 60 bis 95 Prozent reduziert.

Die Forscher testeten dann ihre Erkenntnisse durch akute Infektion von Mäusen mit EcoHIV - das Äquivalent des HIV-1 beim Menschen. Dr. Khalili erklärt das Verfahren:

Bei akuter Infektion repliziert HIV aktiv. Mit EcoHIV-Mäusen konnten wir die Fähigkeit der CRISPR / Cas9-Strategie untersuchen, die virale Replikation zu blockieren und eine systemische Infektion zu verhindern."

Die CRISPR / Cas9-Methode war bis zu 96 Prozent wirksam bei der Beseitigung von EcoHIV bei Mäusen.

Schließlich erhielten Mäuse im dritten Modell eine Transplantation von menschlichen Immunzellen, einschließlich T-Zellen, die dann mit HIV-1 infiziert wurden.

Einer der Hauptgründe, dass eine Heilung für HIV noch nicht entdeckt werden muss, ist die Fähigkeit des Virus, sich in den Genomen von T-Zellen zu "verstecken", wo es latent lebt. Aus diesem Grund haben die Forscher die CRISPR / Cas9-Technologie an diese Mäuse mit infizierten T-Zellen angewendet.

Nach einer einzigen Runde der Genbearbeitung wurden die viralen Segmente aus den menschlichen Zellen herausgeschnitten, die in die Mausgewebe und -organe integriert worden waren. Sie entfernten das Provirus aus der Mäuse Milz, Lunge, Herz, Dickdarm und Gehirn nach nur einer Therapie-Injektion.

Die Injektion war mit "quadruplex sgRNAs / saCas9 AAV-DJ / 8" - ein verbesserter Adeno-assoziierter Virus (AAV) Vektor.

AAV-Vektoren werden häufig in der Gentherapie eingesetzt, aber "Der AAV-DJ / 8-Subtyp kombiniert mehrere Serotypen und gibt uns ein breiteres Spektrum an Zelltargets für die Bereitstellung unseres CRISPR / Cas9-Systems", erklärt Dr. Hu.

Um den Erfolg der genetischen Interventionen zu beurteilen, hat das Team die HIV-1-RNA-Werte mit lebender Biolumineszenz-Bildgebung gemessen.

Ergebnisse bringen Wissenschaftler einen Schritt näher an eine HIV-Heilung

Dies ist das erste Mal, dass ein Team von Forschern es geschafft hat, die Replikation des HIV-1-Virus zu stoppen und es vollständig von den infizierten Zellen bei Tieren zu eliminieren.

Das Team stellte auch den ersten Beweis dafür vor, dass HIV-1 erfolgreich ausgelöscht werden kann und eine vollständige Infektion mit dem Virus durch die CRISPR / Cas9-Genbearbeitungsstrategie verhindert werden kann.

Die Studie wurde von den Autoren als "ein wichtiger Schritt in Richtung menschlicher klinischer Studien" angesehen, und die Ergebnisse stellen einen Durchbruch bei der Suche nach einer HIV-Heilung dar.

Die nächste Stufe wäre es, die Studie in Primaten zu wiederholen, ein besseres Tiermodell, bei dem die HIV-Infektion eine Krankheit induziert, um die Eliminierung von HIV-1-DNA in latent infizierten T-Zellen und anderen Heiligtümern für HIV-1, einschließlich Gehirn, weiter zu demonstrieren Zellen. Unser letztes Ziel ist eine klinische Studie bei menschlichen Patienten."

Kamel Khalili, Ph.D.

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