Gli scienziati cinesi hanno utilizzato la tecnologia di modifica genetica CRISPR per curare un paziente con HIV, ma non ha curato il paziente, secondo un nuovo studio.
Il lavoro, pubblicato oggi (11 settembre) sul New England Journal of Medicine, segna la prima volta che questo particolare strumento di editing genetico è stato utilizzato in una terapia sperimentale per l'HIV, secondo gli autori, dell'Università di Pechino a Pechino.
Anche se il trattamento non ha controllato l'infezione da HIV del paziente, la terapia è sembrata sicura: i ricercatori non hanno rilevato alterazioni genetiche indesiderate, che in passato sono state una preoccupazione per le terapie geniche.
Gli esperti hanno elogiato il lavoro come un primo importante passo verso la possibilità di utilizzare CRISPR, uno strumento che consente ai ricercatori di modificare con precisione il DNA, per aiutare i pazienti con HIV.
"Hanno fatto un esperimento molto innovativo su un paziente ed è stato sicuro", ha affermato la dott.ssa Amesh Adalja, specialista in malattie infettive e studiosa senior presso il Johns Hopkins Center for Health Security di Baltimora, che non è stata coinvolta nello studio. "Dovrebbe essere visto come un successo."
Il nuovo studio è molto diverso dal controverso caso non correlato di uno scienziato cinese che ha utilizzato il CRISPR per modificare i genomi dei bambini gemelli nel tentativo di renderli resistenti all'HIV. In tal caso, lo scienziato cinese ha modificato il DNA degli embrioni e queste alterazioni genetiche possono essere trasmesse alla generazione successiva. Nel nuovo studio, le modifiche al DNA sono state apportate nelle cellule adulte, il che significa che non possono essere trasmesse.
Lo studio ha coinvolto un singolo paziente con HIV che aveva anche sviluppato la leucemia, un tipo di tumore del sangue. Di conseguenza, il paziente aveva bisogno di un trapianto di midollo osseo. Quindi i ricercatori hanno sfruttato questa opportunità per modificare il DNA nelle cellule staminali del midollo osseo da un donatore prima di trapiantare le cellule nel paziente.
In particolare, i ricercatori hanno utilizzato CRISPR per eliminare un gene noto come CCR5, che fornisce istruzioni per una proteina che si trova sulla superficie di alcune cellule immunitarie. L'HIV utilizza questa proteina come "porta" per entrare nelle cellule.
La piccola percentuale di persone che hanno naturalmente una mutazione nel gene CCR5 sono resistenti all'infezione da HIV.
Inoltre, le uniche due persone al mondo che si pensava fossero "guarite" dall'HIV - conosciute come pazienti di Berlino e pazienti di Londra - avevano il virus apparentemente eliminato dai loro corpi dopo aver ricevuto trapianti di midollo osseo da donatori che avevano la mutazione CCR5 naturale .
Tuttavia, poiché può essere difficile trovare donatori di midollo osseo con questa particolare mutazione, i ricercatori hanno ipotizzato che le cellule donatrici modificate geneticamente potrebbero avere lo stesso effetto.
Un mese dopo che il paziente ha ricevuto il trapianto, la sua leucemia era in remissione completa. I test hanno anche dimostrato che le cellule staminali geneticamente modificate erano in grado di crescere nel suo corpo e produrre cellule del sangue. Queste cellule geneticamente modificate sono rimaste nel corpo del paziente per tutti i 19 mesi a cui è stato seguito.
Inoltre, i ricercatori non hanno riscontrato effetti "off-target" della modifica del gene CRISPR, il che significa che lo strumento non ha introdotto cambiamenti genetici in luoghi in cui non era previsto o che potevano causare problemi.
Tuttavia, quando il paziente ha smesso brevemente di parlare dei suoi farmaci per l'HIV come parte dello studio, i livelli del virus sono aumentati nel suo corpo e ha dovuto ricominciare a prendere i suoi farmaci. Questa risposta era diversa da quella dei pazienti di Berlino e Londra, che erano in grado di rimanere liberi dall'HIV senza assumere farmaci.
La bassa risposta nel paziente di Pechino probabilmente si è verificata, in parte, perché il processo di editing genetico non era molto efficiente. In altre parole, i ricercatori non sono stati in grado di eliminare il gene CCR5 in tutte le cellule donatrici.
Tuttavia, "crediamo che questa strategia sia un approccio promettente per la terapia genica" per l'HIV, ha detto a Live Science l'autore senior Hongkui Deng, professore di biologia cellulare all'Università di Pechino.
Un potenziale modo per migliorare il processo di modifica genetica sarebbe iniziare con le cosiddette cellule staminali pluripotenti, che hanno il potenziale per formare qualsiasi tipo di cellula nel corpo, ha detto Deng. I ricercatori avrebbero modificato queste cellule con CRISPR per inattivare il CCR5, quindi indurre le cellule a diventare le cellule staminali del sangue utilizzate per i trapianti di midollo osseo. Questa strategia potrebbe comportare un maggior numero di cellule donatrici con il gene CCR5 modificato, ha affermato Deng.
È importante notare che questo tipo di trattamento di terapia genica era possibile solo perché il paziente aveva bisogno anche di un trapianto di midollo osseo, e quindi non è qualcosa che potrebbe essere applicato nella sua forma attuale al paziente medio con HIV.
"Questi non sono individui normali con l'HIV", ha detto Adalja a Live Science. "Queste sono persone che hanno l'HIV e hanno anche bisogno di un trapianto di midollo osseo", ha detto. Adalja ha aggiunto che un trapianto di midollo osseo può essere una procedura pericolosa.
Sebbene la mutazione CCR5 protegga dall'HIV, alcuni studi suggeriscono che la modificazione genetica potrebbe avere altri effetti dannosi. Ad esempio, uno studio pubblicato all'inizio di quest'anno ha scoperto che la mutazione CCR5 naturale era collegata ad un aumentato rischio di morte precoce. Tuttavia, i ricercatori osservano che con il loro trattamento per l'HIV stanno modificando il gene CCR5 solo nelle cellule staminali del sangue, che non influirebbero sul gene CCR5 in altri tessuti del corpo.
In un editoriale che accompagna lo studio, il Dr. Carl June, direttore del Center for Cellular Immunotherapies della Perelman School of Medicine dell'Università della Pennsylvania, ha affermato che le ricerche future sull'uso dell'HIV per CRISPR dovrebbero seguire i partecipanti per periodi ancora più lunghi, a causa degli effetti dannosi del gene la terapia, come il cancro, può richiedere anni per presentarsi. June, che non era coinvolto nel nuovo studio, aveva precedentemente condotto una terapia genica per l'HIV, sebbene non con CRISPR.
