Wetenschappers in China hebben CRISPR-technologie voor genbewerking gebruikt om een patiënt met hiv te behandelen, maar het genas de patiënt niet, volgens een nieuwe studie.
Het werk, dat vandaag (11 september) is gepubliceerd in The New England Journal of Medicine, markeert de eerste keer dat deze specifieke tool voor het bewerken van genen wordt gebruikt in een experimentele hiv-therapie, volgens de auteurs van de Peking University in Beijing.
Hoewel de behandeling de hiv-infectie van de patiënt niet onder controle had, leek de therapie veilig - de onderzoekers ontdekten geen onbedoelde genetische veranderingen, die in het verleden een probleem waren met gentherapieën.
Experts prezen het werk als een belangrijke eerste stap om CRISPR te kunnen gebruiken, een tool waarmee onderzoekers DNA nauwkeurig kunnen bewerken om patiënten met hiv te helpen.
'Ze deden een zeer innovatief experiment met een patiënt en het was veilig', zegt dr. Amesh Adalja, een specialist in infectieziekten en een senior wetenschapper bij het Johns Hopkins Center for Health Security in Baltimore, die niet bij het onderzoek betrokken was. 'Het moet als een succes worden beschouwd.'
De nieuwe studie is heel anders dan de niet-verwante, controversiële zaak van een Chinese wetenschapper die CRISPR gebruikte om de genomen van tweelingbaby's te bewerken in een poging ze resistent te maken tegen hiv. In dat geval heeft de Chinese wetenschapper het DNA van embryo's bewerkt en kunnen deze genveranderingen worden doorgegeven aan de volgende generatie. In het nieuwe onderzoek zijn de DNA-bewerkingen uitgevoerd in volwassen cellen, wat betekent dat ze niet kunnen worden doorgegeven.
Bij de studie was een enkele patiënt met hiv betrokken die ook leukemie had ontwikkeld, een vorm van bloedkanker. Als gevolg hiervan had de patiënt een beenmergtransplantatie nodig. Dus maakten de onderzoekers van deze gelegenheid gebruik om DNA in beenmergstamcellen van een donor te bewerken alvorens de cellen in de patiënt te transplanteren.
De onderzoekers gebruikten met name CRISPR om een gen genaamd CCR5 te verwijderen, dat instructies geeft voor een eiwit dat op het oppervlak van sommige immuuncellen zit. HIV gebruikt dit eiwit als een "poort" om in de cellen te komen.
Het kleine percentage mensen met een natuurlijke mutatie in het CCR5-gen is resistent tegen HIV-infectie.
Bovendien hadden de enige twee mensen ter wereld waarvan werd aangenomen dat ze "genezen" waren van HIV - bekend als de Berlijnse patiënt en de Londense patiënt - het virus schijnbaar uit hun lichaam geëlimineerd na het ontvangen van beenmergtransplantaties van donoren die de natuurlijke CCR5-mutatie hadden .
Omdat het echter moeilijk kan zijn om beenmergdonoren te vinden met deze specifieke mutatie, veronderstelden de onderzoekers dat genetisch bewerkte donorcellen hetzelfde effect zouden kunnen hebben.
Een maand nadat de patiënt de transplantatie had ontvangen, was zijn leukemie volledig in remissie. Tests toonden ook aan dat de genetisch bewerkte stamcellen in zijn lichaam konden groeien en bloedcellen konden aanmaken. Deze genetisch bewerkte cellen bleven de hele 19 maanden dat hij werd gevolgd in het lichaam van de patiënt.
Bovendien zagen de onderzoekers geen "off-target" effecten van de CRISPR-genbewerking, wat betekent dat de tool geen genetische veranderingen introduceerde op plaatsen waar het niet de bedoeling was of problemen zou kunnen veroorzaken.
Toen de patiënt echter kort stopte met praten over zijn hiv-medicatie als onderdeel van de studie, nam het virusniveau in zijn lichaam toe en moest hij zijn medicatie opnieuw gaan gebruiken. Deze reactie was anders dan die van de patiënten in Berlijn en Londen, die zonder medicijnen hiv-vrij konden blijven.
De lage respons bij de patiënt uit Peking trad waarschijnlijk gedeeltelijk op omdat het proces van genbewerking niet erg efficiënt was. Met andere woorden, de onderzoekers konden het CCR5-gen niet in alle donorcellen verwijderen.
Toch, "wij geloven dat deze strategie een veelbelovende benadering is voor gentherapie" voor HIV, vertelde senior auteur Hongkui Deng, een professor celbiologie aan de Peking University, aan WordsSideKick.com.
Een mogelijke manier om het genbewerkingsproces te verbeteren, is om te beginnen met zogenaamde pluripotente stamcellen, die het potentieel hebben om elk celtype in het lichaam te vormen, zei Deng. De onderzoekers zouden deze cellen met CRISPR bewerken om CCR5 te inactiveren en vervolgens de cellen overhalen om de bloedstamcellen te worden die worden gebruikt voor beenmergtransplantaties. Deze strategie zou kunnen resulteren in een groter aantal donorcellen met het bewerkte CCR5-gen, zei Deng.
Het is belangrijk op te merken dat dit type gentherapie alleen mogelijk was omdat de patiënt toevallig ook een beenmergtransplantatie nodig had, en het is dus niet iets dat in zijn huidige vorm kan worden toegepast op de gemiddelde hiv-patiënt.
'Dit zijn geen gewone mensen met hiv', vertelde Adalja aan WordsSideKick.com. 'Dit zijn mensen die hiv hebben en ook een beenmergtransplantatie nodig hebben', zei hij. Adalja voegde eraan toe dat een beenmergtransplantatie een gevaarlijke procedure kan zijn.
Hoewel de CCR5-mutatie beschermt tegen hiv, suggereren sommige onderzoeken dat de genetische modificatie andere schadelijke effecten kan hebben. Uit een eerder dit jaar gepubliceerd onderzoek bleek bijvoorbeeld dat de natuurlijke CCR5-mutatie verband hield met een verhoogd risico op vroegtijdig overlijden. De onderzoekers merken echter op dat ze met hun hiv-behandeling het CCR5-gen alleen in bloedstamcellen modificeren, wat het CCR5-gen in andere weefsels in het lichaam niet zou beïnvloeden.
In een redactioneel commentaar bij de studie zei Dr. Carl June, directeur van het Center for Cellular Immunotherapies van de Perelman School of Medicine van de University of Pennsylvania, dat toekomstig onderzoek met CRISPR voor HIV de deelnemers nog langer zou moeten volgen, omdat schadelijke effecten van genen therapie, zoals kanker, kan jaren duren. June, die niet betrokken was bij de nieuwe studie, voerde eerder gentherapie voor hiv uit, hoewel niet met CRISPR.
