en tilnærming til genterapi som har mye potensial kalles CRISPR (gruppert regelmessig interspaced korte palindromiske repetisjoner). CRISPR ble oppdaget for flere tiår siden i bakterier, hvor DEN fungerte som en del av et forsvarssystem mot virus som smitter bakterier. I disse bakteriene setter invaderende virus viktige deler av deres genetiske materiale inn i bakteriens genetiske materiale. Disse innsatte virale gener produserer deretter proteiner og andre molekyler som kaprer cellen og gjør den til en mini-virusfabrikk, fortsetter livssyklusen til det invaderende viruset og til slutt ødelegger bakteriene.
CRISPR inneholder små biter av virusets genetiske materiale som kan brukes til å skjerme bakteriens gener for TILSTEDEVÆRELSE AV DNA fra et virus. DET VIL si AT CRISPR brukes til å skjerme bakteriens DNA for signaler om en virusinfeksjon-tilstedeværelsen av viralt DNA. NÅR det virale DNA er oppdaget, BRUKER CRISPR deretter et enzym Kalt Cas9 (CRISPR-assosiert protein 9) for å fjerne eller redigere det uønskede virale DNA. Ved å fjerne viral DNA, er bakteriene beskyttet mot effekten av virusinfeksjon.
kombinasjonen AV CRISPR-Cas har mange potensielle bruksområder. SPESIELT HAR CRISPR-Cas potensial til å behandle arvelige lidelser som hemofili og noen smittsomme sykdommer som HIV. For resten av våre rapporter OM CRISPR-Cas, vil vi bare referere til DET SOM CRISPR. Før VIDERE diskusjon AV CRISPR, gir vi litt bakgrunnsinformasjon om HIV-infeksjon i en celle, virusets fordeling i kroppen og noen EFFEKTER AV ART.
Fjerning AV HIV
som det tidligere eksempelet på viruset som infiserte bakterier, påvirker en stort sett lignende prosess celler i immunsystemet målrettet AV HIV. Celler som viser reseptoren CD4 på overflaten (så vel SOM co-reseptorene CCR5 og CXCR4) kan bli infisert AV HIV. Slike celler inkluderer hovedsakelig visse t-lymfocytter (T-celler) som VANLIGVIS kalles CD4 T-celler (ELLER BARE CD4+ – celler), samt celler som kalles monocytter (i deres modne form kalles disse makrofager) og celler relatert til makrofager (som dendritiske celler i hud-og slimhinnevev og mikroglia i hjernen). ETTER AT HIV setter inn sitt genetiske materiale i målceller, kan DISSE bli aktivert, konvertere til mini virus fabrikker og til slutt dø.
ART og HIV-reservoaret
HIV-behandling (ART) er svært effektiv når det tas som anvist og foreskrevet. Som et resultat forventer forskere i økende grad at MANGE KUNSTBRUKERE vil ha nær normal levetid. MEN ART kurerer IKKE HIV. Årsakene til DETTE er ikke sikre, men noen eksperimenter tyder på at til tross for god overholdelse AV ART og en uoppdagelig virusmengde i blodet, forblir små mengder HIV dypt inne i kroppen – i lymfeknuter—hjernen, deler av tarmen, fettvev, testikler og så videre. Forskere refererer til disse delene av kroppen hvor små mengder HIV fortsatt lurer til tross for BRUK AV KUNST som helligdommer eller reservoarer.
Nano-ART
i minst et tiår har forskere ved University Of Nebraska utviklet det de kaller nano-formuleringer AV KUNST-svært små krystaller av narkotika omgitt av en sfære av fett. Disse medisinfylte fettballene har vist seg å trenge inn i en rekke vev i laboratorie – og dyreforsøk der de har god ANTI-HIV-aktivitet. Kortsiktige eksperimenter har imidlertid funnet ut at nano-ART i seg selv ikke helbreder HIV-infeksjon i laboratoriemus.
Tilbake til CRISPR
Eksperimenter med mus infisert MED HIV har funnet AT CRISPR kan fjerne mye AV HIV DNA fra infiserte celler. IMIDLERTID kurerer CRISPR I seg SELV IKKE HIV-infeksjon hos mus.
Kombinere nano-ART og CRISPR
i nyere eksperimenter har forskere ved University Of Nebraska samarbeidet med andre forskere Ved Temple University i Philadelphia som har kompetanse med CRISPR. De utførte en rekke svært komplekse og detaljerte eksperimenter MED HIV-infiserte mus som fikk en av følgende tiltak:
- nano-ART
- CRISPR
- nano-ART + CRISPR
- ingen intervensjon
nano-ART som ble brukt i disse forsøkene ble laget av tre brukte ANTI-HIV-medisiner som følger:
- dolutegravir + 3tc + abakavir
en formulering med umiddelbar frisetting av alle tre legemidlene selges som En pille Kalt Triumeq og tas en gang daglig.
CRISPR ble brukt til å søke etter viktige deler AV HIVS genetiske materiale i celler i immunsystemet til musene.
Omfattende analyse av blod og vev fra musene antydet at en kombinasjon av nano-ART og CRISPR var i stand til å fjerne HIV fra ca 30% av musene. Det var ingen åpenbar toksisitet.
resultatene fra kombinasjonen av nano-ART og CRISPR er spennende, men må vurderes foreløpig. De foreslår at en dag en slik kombinasjon kan være i stand til å kurere noen aper infisert MED SIV—simian immunodeficiency virus) – et virus som forårsaker EN AIDS-lignende tilstand hos følsomme aper. Resultatene antyder også muligheten FOR AT CRISPR + nano-ART kan brukes til å prøve å kurere HIV-infeksjon hos mennesker. Det er imidlertid fortsatt mange skritt som ligger foran og problemer som må utforskes før nano-ART og CRISPR er klare til bruk hos mennesker. Nedenfor er noen av disse problemene.
CRISPR-sikkerhet og andre problemer
når man rapporterer om spennende nyheter om ARBEID gjort i et forskningslaboratorium om kurer FOR HIV eller andre katastrofale forhold, må det understrekes at mus ikke er mennesker. Det vil si at hvis hver eksperimentell terapi som ikke skadet mus også fungerte trygt og effektivt hos mennesker, ville vi ha mange flere svært effektive terapier tilgjengelig for forskjellige forhold.
I tillegg til å fjerne HIVS genetiske materiale fra musene, er DET mulig AT CRISPR utilsiktet kan fjerne nyttig DNA fra celler. Dette har skjedd i noen eksperimenter gjort av andre forskere, men ikke i dagens samarbeid. Fjerning av nyttig DNA VED CRISPR kalles en» off-target » – effekt av forskere. Hittil har teamet som samarbeider om bruk av nano-ART og CRISPR med mus, ikke funnet noen off-target effekter.
CRISPR brukes også til å fjerne SIV fra noen infiserte aper. De foreløpige resultatene av disse forsøkene ser lovende ut. Men som noen arter av ape er mer genetisk lik mennesker enn mus, langsiktig observasjon og tett klinisk overvåking av aper som har blitt behandlet MED CRISPR (og nano-ART) er nødvendig for å vurdere potensialet for eventuelle langsiktige bivirkninger. Langsiktige studier er viktige fordi konsekvensene av CRISPR kanskje ikke blir tydelige i noen tid-kanskje år. Slik overvåking er også viktig fordi det for øyeblikket er umulig å vurdere hver celle i kroppen for å finne UT om DENS DNA har blitt utilsiktet skadet av CRISPR.
DET er ikke klart hvordan CRISPR kan slås av hos personer som mottar DET. DET kan ikke være trygt å la CRISPR stadig på og aktivert i en levende person.
i forsøkene utført Av Nebraska-Philadelphia-teamet, ser det ut til at mus ble infisert med et ufarlig virus som ble modifisert for Å muliggjøre CRISPR. Det er ikke klart om den samme teknologien vil fungere i mennesker.
Nano-ART—sikkerhet og andre problemer
formuleringene AV KUNST som brukes Av Nebraska-Philadelphia team av forskere ble utviklet i et laboratorium i liten skala og ment for bruk i mus. Hvis et stort antall ape-og menneskelige eksperimenter med slike formuleringer er planlagt, må forskerne produsere nano-KUNST i relativt stor skala. De må også sørge for at slik nano-KUNST er fri for forurensninger. Deretter må de vurdere sin kortsiktige og langsiktige sikkerhet hos aper og mennesker. Nano-ART vil kunne trenge inn og konsentrere seg i reservoarer i kroppen, inkludert hjernen, tarmen, lymfeknuter, testikler og så videre. Effekten av nano-ART på helsen til disse vevene må vurderes og forstås fullt ut. Etter at den har passert første sikkerhetsforsøk, må nano-ART testes for både langsiktig sikkerhet og effektivitet ved å oppnå viral undertrykkelse. Nano-ART i seg selv er usannsynlig å kurere HIV.
Et annet problem med nano-ART er å bestemme den ideelle måten å få denne formuleringen inn i kroppen. Er vanlig intravenøs infusjon best? Eller vil andre metoder, som intramuskulær injeksjon, fungere like bra?
CRISPR for tiden i kliniske studier
Kliniske studier pågår for TIDEN med CRISPR HOS HIV-negative personer i FØLGENDE land for følgende forhold:
Usa
- kreft i visse hvite blodlegemer – en person
- kreft som vises nær ledd – en person
Kina
- ikke-småcellet lungekreft som har spredt seg til andre organer – 12 personer
foreløpige resultater fra disse forsøkene Hos mennesker Tyder på at crispr så langt er trygt. Mer tid er nødvendig før legene vet OM CRISPR vil fungere i disse tilfellene. Noen forskere og leger har imidlertid advart om at genredigering utilsiktet kan muliggjøre spredning av kreftceller hos noen av disse menneskene. Derfor vil langsiktig overvåking AV CRISPR-behandlede deltakere i de ovennevnte studiene være nødvendig.
Husk
det er viktig å merke seg at om lag 30% AV DE HIV-infiserte musene i Nebraska-Philadelphia-studien ble kurert AV HIV med kombinert bruk av nano-ART og CRISPR. Dette er en utrolig vitenskapelig prestasjon. Imidlertid må kurratene øke i fremtidige eksperimenter. CRISPR og nano-ART terapi er fortsatt i sin barndom, og mye forskning ligger foran før de kan testes i et stort antall HIV-positive mennesker.
for å oppnå en kurrate høyere enn 30% kurrate rapportert i denne studien, er det i det minste sannsynlig at CRISPR i fremtiden kan trenge å bli raffinert. Intensivering AV CRISPRS redigeringskapasitet kan utilsiktet øke risikoen for at vitale menneskelige gener blir slettet.
En annen mulighet er at i tillegg TIL CRISPR og nano-ART, må flere eksperimentelle terapier brukes. Bruk av flere eksperimentelle terapier hos MENNESKER som lever MED HIV kan øke potensielle problemer, spesielt bivirkninger. Dette er enda en grunn til tett laboratorie-og klinisk overvåking av dyr og mennesker som gjennomgår CRISPR, både på kort og lang sikt.
Det er også et annet problem knyttet TIL CRISPR og andre potensielle HIV-kursterapier som vi diskuterer i neste artikkel i Dette nummeret Av TreatmentUpdate.
Ressurser
Behandlingoppdater 231
Den Kanadiske HIV-Kur Enterprise (CanCURE)
- Dash PK, Kaminski R, Bella R, Et al. Sekvensiell LASER ART og CRISPR behandlinger eliminere HIV-1 i en undergruppe av infiserte humaniserte mus. Naturkommunikasjon. 2019 Juli 2;10 (1): 2753.
- Panfil AR, London JA, Green PL, Et al. CRISPR / Cas9 genom redigering for å deaktivere latent HIV – 1 provirus. Grenser I Mikrobiologi. 2018 Desember 14; 9: 3107.
- Wang L, Yang Y, Bretonsk CA, et al. CRISPR / Cas9-mediert in vivo genmålretting korrigerer hemostase hos nyfødte og voksne faktor IX-knockout mus. Blod. 2019 Juni 27;133 (26): 2745-2752.
- Rør SW, Selvaraj SR. Genredigering i hemofili: et» CRISPR » valg? Blod. 2019 Juni 27;133 (26): 2733-2734.