Nowe badania z Oregon Health & Science University pomagają wyjaśnić, dlaczego co najmniej pięć osób stało się wolnych od wirusa HIV po otrzymaniu przeszczepu komórek macierzystych. Spostrzeżenia płynące z badania mogą przybliżyć naukowców do opracowania leku, który, jak mają nadzieję, stanie się powszechnym lekarstwem na wirusa wywołującego AIDS, którym zaraziło się około 38 milionów ludzi na całym świecie.
Opublikowane dziś w czasopiśmie Immunity badanie prowadzone przez OHSU opisuje, w jaki sposób dwa naczelne zostały wyleczone z małpiej postaci wirusa HIV po otrzymaniu przeszczepu komórek macierzystych. Ujawnia również, że muszą współistnieć dwie okoliczności, aby nastąpiło wyleczenie, i dokumentuje kolejność, w jakiej HIV jest usuwany z organizmu – szczegóły, które mogą pomóc w wysiłkach, aby to lekarstwo miało zastosowanie do większej liczby osób.
„Pięciu pacjentów wykazało już, że HIV można wyleczyć” – powiedział główny badacz badania, dr Jonah Sacha, profesor w Narodowym Centrum Badań nad Naczelnymi w Oregonie w OHSU oraz w Instytucie Szczepionek i Terapii Genowej.
„To badanie pomaga nam zrozumieć mechanizmy zaangażowane w tworzenie tego lekarstwa” – kontynuował Sacha. „Mamy nadzieję, że nasze odkrycia pomogą sprawić, by to lekarstwo zadziałało dla każdego, a najlepiej poprzez pojedyncze wstrzyknięcie zamiast przeszczepu komórek macierzystych”.
Pierwszy znany przypadek wyleczenia wirusa HIV poprzez przeszczep komórek macierzystych odnotowano w 2009 r. U mężczyzny żyjącego z wirusem HIV zdiagnozowano również ostrą białaczkę szpikową, rodzaj raka, i przeszedł on przeszczep komórek macierzystych w Berlinie w Niemczech. Przeszczepy komórek macierzystych, zwane również przeszczepami szpiku kostnego, są stosowane w leczeniu niektórych postaci raka. Znany jako pacjent z Berlina, otrzymał komórki macierzyste od osoby ze zmutowanym genem CCR5, który normalnie koduje receptor na powierzchni białych krwinek, którego HIV używa do infekowania nowych komórek. Mutacja CCR5 utrudnia wirusowi infekowanie komórek i może uodpornić ludzi na HIV. Od czasu pacjenta z Berlina w podobny sposób wyleczono jeszcze cztery osoby.
Badanie to przeprowadzono z gatunkiem naczelnych innych niż człowiek, znanym jako makaki cynomolgus z Mauritiusa, które, jak wykazał wcześniej zespół badawczy, mogą z powodzeniem otrzymywać przeszczepy komórek macierzystych. Podczas gdy wszyscy z ośmiu uczestników badania mieli HIV, czterech z nich przeszło przeszczep komórek macierzystych od dawców HIV-ujemnych, a druga połowa służyła jako grupa kontrolna badania i przeszła bez przeszczepów.
Spośród czterech osób, które otrzymały przeszczepy, dwie zostały wyleczone z HIV po pomyślnym leczeniu choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi, która jest powszechnie związana z przeszczepami komórek macierzystych.
Inni badacze próbowali wyleczyć z HIV małpy naczelne przy użyciu podobnych metod, ale to badanie jest pierwszym przypadkiem, w którym zwierzęta doświadczalne wyleczone z HIV przeżyły długoterminowo. Obaj żyją i są wolni od wirusa HIV dzisiaj, około cztery lata po przeszczepie. Sacha przypisuje ich przetrwanie wyjątkowej opiece lekarzy weterynarii z Narodowego Centrum Badań nad Naczelnymi w Oregonie oraz wsparciu dwóch współautorów badania, klinicystów z OHSU, którzy opiekują się ludźmi po przeszczepie komórek macierzystych: Richarda T. Maziarza, MD i Gabrielle Meyers, MD
„Wyniki te podkreślają moc łączenia badań klinicznych na ludziach z przedklinicznymi eksperymentami na makakach, aby odpowiedzieć na pytania, które w przeciwnym razie byłyby prawie niemożliwe, a także pokazać drogę do wyleczenia ludzkich chorób” – powiedział Maziarz, profesor medycyny w OHSU School of Medicine i dyrektor medyczny programów przeszczepów dorosłych komórek macierzystych krwi i szpiku oraz terapii komórkowej w OHSU Knight Cancer Institute.
Jak kryje się lekarstwo
Chociaż Sacha powiedział, że satysfakcjonujące jest potwierdzenie, że przeszczep komórek macierzystych wyleczył naczelne inne niż ludzie, on i jego koledzy naukowcy również chcieli zrozumieć, jak to działa. Oceniając próbki pobrane od badanych, naukowcy ustalili, że istnieją dwa różne, ale równie ważne sposoby na pokonanie wirusa HIV.
Po pierwsze, przeszczepione komórki macierzyste dawcy pomogły zabić zakażone wirusem HIV komórki biorcy, rozpoznając je jako obcych najeźdźców i atakując je, podobnie jak proces przeszczep przeciwko białaczce, który może wyleczyć ludzi z raka.
Po drugie, u dwóch osób, które nie zostały wyleczone, wirusowi udało się wskoczyć do przeszczepionych komórek dawcy. Późniejszy eksperyment potwierdził, że HIV był w stanie zainfekować komórki dawcy, gdy atakowały one HIV. Doprowadziło to naukowców do ustalenia, że powstrzymanie HIV przed używaniem receptora CCR5 do infekowania komórek dawcy jest również potrzebne, aby nastąpiło wyleczenie.
Naukowcy odkryli również, że wirus HIV został usunięty z ciał badanych w szeregu etapów. Po pierwsze, naukowcy zauważyli, że HIV nie jest już wykrywalny we krwi krążącej w ich rękach i nogach. Następnie nie mogli znaleźć wirusa HIV w węzłach chłonnych lub grudkach tkanki odpornościowej, które zawierają białe krwinki i zwalczają infekcję. Węzły chłonne w kończynach były pierwszymi wolnymi od wirusa HIV, a następnie węzły chłonne w jamie brzusznej.
Stopniowy sposób, w jaki naukowcy obserwowali usuwanie wirusa HIV, może pomóc lekarzom w ocenie skuteczności potencjalnych leków na HIV. Na przykład klinicyści mogliby skupić się na analizie krwi pobranej zarówno z żył obwodowych, jak i węzłów chłonnych. Ta wiedza może również pomóc w wyjaśnieniu, dlaczego niektórzy pacjenci, którzy otrzymali przeszczepy, początkowo wydawali się wyleczeni, ale później wykryto HIV. Sacha stawia hipotezę, że ci pacjenci mogli mieć mały rezerwuar wirusa HIV w węzłach chłonnych brzucha, co umożliwiło wirusowi przetrwanie i ponowne rozprzestrzenienie się w organizmie.
Sacha i współpracownicy kontynuują badania nad dwoma naczelnymi wyleczonymi z HIV. Następnie planują zagłębić się w ich reakcje immunologiczne, w tym zidentyfikować wszystkie zaangażowane komórki odpornościowe i które konkretne komórki lub cząsteczki były celem układu odpornościowego.
Badania te są wspierane przez National Institutes of Health (dotacje AI112433, AI129703, P51 OD011092) i Foundation for AIDS Research (grant 108832) oraz Foundation for AIDS Immune Research. Treść jest wyłączną odpowiedzialnością autorów i niekoniecznie odzwierciedla oficjalne poglądy National Institutes of Health.
W naszym interesie zapewnienia rzetelności naszych badań oraz w ramach naszego zaangażowania w przejrzystość publiczną, OHSU aktywnie reguluje, śledzi i zarządza relacjami, które nasi badacze mogą utrzymywać z podmiotami spoza OHSU. W odniesieniu do tych badań dr Sacha ma znaczący udział finansowy w firmie CytoDyn, która może mieć komercyjny interes w wynikach tych badań i technologii. Zapoznaj się ze szczegółami programu konfliktu interesów OHSU, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak zarządzamy tymi relacjami biznesowymi.
Wszystkie badania przeprowadzane na zwierzętach w OHSU muszą zostać zweryfikowane i zatwierdzone przez uniwersytecką Komisję Instytucjonalnej Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania (IACUC). Priorytetem IACUC jest zapewnienie zdrowia i bezpieczeństwa osób prowadzących badania na zwierzętach. IACUC dokonuje również przeglądu procedur zapewniających zdrowie i bezpieczeństwo osób pracujących ze zwierzętami. Bez zgody IACUC w OHSU nie wolno wykonywać żadnych prac na żywych zwierzętach.
REFERENCJE: Helen Wu, Kathleen Busman-Sahay, Whitney C. Weber, Courtney M. Waytashek, Carla D. Boyle, Katherine Bateman, Jason S. Reed, Joseph M. Hwang, Christine Shriver-Munsch, Tonya Swanson, Mina Northrup, Kimberly Armantrout, Heidi Price, Mitch Robertson-LeVay, Samantha Uttke, Mithra R. Kumar, Emily J. Fray, Sol Taylor-Brill, Stephen Bondoc, Rebecca Agnor, Stephanie L. Junell, Alfred W. Legasse, Cassandra Moats, Rachele M. Bochart, Joseph Sciurba, Benjamin N. Bimber, Michelle N. Sullivan, Brandy Dozier, Rhonda P. MacAllister, Theodore R. Hobbs, Lauren D. Martin, Angela Panoskaltsis-Mortari, Lois MA Colgin, Robert F. Silciano, Janet D. Silciano, Jacob D. Estes, Jeremy V. Smedly, Michael K. Axthelm, Gabrielle Meyers, Richard T. Maziarz, Benjamin J. Burwitz, Jeffrey J. Stanton, Jonah B. Sacha, Odporność allogeniczna usuwa utajony wirus po allogenicznym przeszczepie komórek macierzystych u zakażonych SIV makaków z supresją terapii przeciwretrowirusowej, Odporność, 25 maja 2023 r., DOI: 10.1016/j.immuni.2023.04.019.