Микробы

Вирусу иммунодефицита человека (ВИЧ) сложно поразить клетку, чьи защитные свойства подкреплены генной терапией (фото: Getty Images).

Генетически модифицированные гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) человека, способные противостоять ВИЧ, прошли первую фазу клинических испытаний. Четыре пациента с диагнозом «СПИД», которым были пересажены эти клетки, успешно прошли лечение, а сами клетки и их производные продуцировали антивирусные молекулы в течение 2-х лет после трансплантации. Хотя количество трансплантированных клеток оказалось недостаточным для того, чтобы вылечить пациентов или даже просто снизить вирусную нагрузку, ученые надеются, что после следующих клинических испытаний комбинированная генная терапия уже сможет дополнить или даже полностью заместить применяемые в настоящее время антиретровирусные препараты, которые лишь замедляют распространение и размножение вируса.

Клинические испытания основывались на стандартном лечении: у больных СПИДом уничтожали практически все клетки иммунной системы, пораженные вирусом, а затем проводили трансплантацию их собственных ГСК. Помимо обычных гемопоэтических клеток больным также были пересажены генетически модифицированные ГСК, содержащие 3 различных типа микроРНК (миРНК), используемых для подавления экспрессии некоторых жизненно важных генов вируса. Эти миРНК были доставлены в клетки при помощи вектора на основе безопасного лентивируса. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Translational Medicine [1].

В прошлом году другая исследовательская группа опубликовала результаты сходных клинических испытаний, в которых молекулы миРНК, направленные на борьбу с ВИЧ, были доставлены в организм 38-и ВИЧ-инфицированных больных с помощью их собственных гемопоэтических стволовых клеток. Хотя лечение было довольно эффективным, оно не приводило к существенному снижению вирусной нагрузки – возможно, из-за того, что за 100-недельный курс клинических испытаний происходило значительное снижение уровня «терапевтических» генов в крови [2].

В другом исследовании, проведенном немецкими врачами в 2009 г., выяснилось, что ВИЧ-инфицированные больные с диагнозом «лейкемия» излечивались от обоих заболеваний за счет трансплантации стволовых клеток [3]. Клетки были получены от донора, у которого в одном из генов присутствовала протективная мутация, обеспечивающая естественную устойчивость к ВИЧ.

В настоящем исследовании ученые искусственно получили стволовые клетки с генетической устойчивостью к ВИЧ, которые должны заместить чувствительные к ВИЧ клетки иммунной системы реципиента и противостоять вирусу[1].

Тройная атака

Для проникновения в клетку хозяина ВИЧ в качестве ко-рецептора использует белок CCR5. Ученые с помощью генетической модификации получили гемопоэтические стволовые клетки, содержащие молекулы миРНК, способные блокировать синтез белка CCR5, что на 90% снижает восприимчивость клеток к вирусу. Поскольку гемопоэтические стволовые клетки дают начало всем типам клеток крови, после трансплантации таких ГСК в организм пациента вся его de novo образованная кроветворная система становится устойчивой к вирусу, включая Т-лимфоциты, являющиеся мишенью для ВИЧ.

Однако ВИЧ может эволюционировать и освоить новый путь проникновения в клетку. «На этот случай у нас есть другие механизмы защиты, - объясняет Джон Росси (John Rossi), молекулярный биолог из Исследовательского Института Бекмана (Beckman Research Institute) (Калифорния, США), работавший над клиническими испытаниями, - Мы внедрили в клетки миРНК, подавляющие синтез вирусных генов, необходимых вирусу для репликации (самовоспроизведения). Такие разнообразные механизмы противовирусной защиты должны значительно затруднить развитие у вируса устойчивости», - заключает Росси.

У трех из четырех пациентов ГСК продолжали продуцировать «терапевтические» миРНК в течение 18-24 месяцев после трансплантации; побочных эффектов не наблюдалось.

Перспективы

«Проведенное исследование небольшое, но это шаг в верном направлении», - говорит Пабло Тебас (Pablo Tebas), исследователь из Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania) в Филадельфии (США), работающий над созданием генной терапии и вакцин против ВИЧ. «Наиболее многообещающим является то, что исследование показало принципиальную возможность модифицирования стволовых клеток таким образом, что они, а также их потомки, будут обладать устойчивостью к ВИЧ». В настоящее время исследовательская группа Пабло Тебаса совместно с биотехнологической компанией Sangamo (США) проводят клинические испытания терапии, направленной на удаление белка CCR5 из клеток.

По словам Росси, для обеспечения безопасности терапии в трансплантационную смесь нужно включать малое количество генетически модифицированных ГСК, так как ученые заметили, что в ответ на увеличение концентрации вирусных частиц в крови количество этих клеток все равно возрастает, что говорит о некой клеточной селекции в критический для организма период.

Причина увеличения количества генетически модифицированных клеток у пациентов в ответ на рост популяции вируса пока остается для ученых загадкой. В настоящее время Росси с коллегами планируют новые исследования совместно с австралийской биотехнологической компанией Benitech по проведению трансплантации чистой популяции генетически модифицированных ГСК без добавления обычных клеток.