Schovává se přímo v naší DNA. Ale jde ho vystřihnout
Antiretrovirální léky drží HIV pod kontrolou tak účinně, že infikovaný člověk může žít prakticky normální život. Jenže stačí přestat je brát a virus se vrátí. Důvod je prostý a trochu děsivý: HIV se ukrývá přímo v naší vlastní DNA, kde ho imunitní systém ani léky nedokáží najít.
V roce 2016 tým vědců z Lewis Katz School of Medicine na Temple University publikoval v časopise Scientific Reports výsledek, který nabízí jiný přístup. Místo trvalého tlumení virus fyzicky vystřihnout z genomu infikovaných buněk. A podařilo se jim to.
Jak se HIV stane součástí vás
HIV útočí především na CD4+ T-lymfocyty, klíčové buňky imunitního systému. Dělá to ale rafinovaně. Vnikne do buňky a svůj genetický materiál začlení přímo do DNA hostitele. V té chvíli přestane být „cizincem“ a stane se součástí genomu buňky, prostě dalším úsekem DNA. Tomuto stavu se říká provirus.
Právě to je jádro problému. Provirus splyne s genomem hostitele, imunitní systém ho rozezná jako vlastní DNA a přehlédne ho. Antiretrovirální léky mu sice zabrání aktivně se množit, ale integrovaný kód nevymažou. Latentní zásoby proviru v buňkách tak přetrvávají i při léčbě a čekají, až se situace změní.
RNA s adresou a nůžky na míru
CRISPR/Cas9 je nástroj pro přesnou editaci genomu. Funguje ve dvou částech. První je naváděcí RNA (zkratka gRNA), krátký molekulární kousek, který umí vyhledat konkrétní sekvenci DNA. Druhou část tvoří protein Cas9, enzym, který na přesně určeném místě DNA přeřízne.
Vědci z Temple University naváděcí RNA naprogramovali tak, aby mířila specificky na integrovanou DNA HIV-1, konkrétně na úseky proviru ohraničené takzvanými dlouhými koncovými repeticemi (LTR). Jakmile Cas9 na obou stranách virového vložku provedl řez, buňka si svůj přerušený genom opravila vlastními mechanismy a virová sekvence zmizela.
Z pacientských buněk byl virus odstraněn
Výzkum neprobíhal jen na standardních laboratorních buněčných liniích. Tým pracoval i s CD4+ T-lymfocyty odebranými od skutečných pacientů infikovaných HIV-1, které pak kultivoval v laboratoři. I v těchto buňkách se podařilo virové sekvence odstranit a virová zátěž průkazně klesla.
Vedoucí týmu, profesor Kamel Khalili z Temple University, stojí za tímto výzkumem od roku 2014, kdy stejná skupina jako první ukázala, že latentní HIV-1 lze z lidských buněčných kultur vůbec eliminovat. Práce z roku 2016 posunula výzkum dál: zaměřila se na správný typ buněk, zahrnula pacientské vzorky a jako první ověřila, že editace genomu nezpůsobuje vedlejší poškození hostitelské DNA.
Upravené buňky se naučí bránit samy
Jedna z nejpozoruhodnějších věcí, která z výzkumu vyplynula: buňky, z nichž byl HIV-1 vystřižen, se nestaly jen „čistými“. Pokud v nich Cas9 spolu s naváděcí RNA přetrvával, staly se odolnými vůči nové infekci. I když se takto upravené buňky dostaly do kontaktu s dalšími nakaženými buňkami, virus se v nich znovu neusadil.
To je podstatný rozdíl oproti pouhému jednorázovému vyčištění: upravená buňka získala trvalý obranný mechanismus navíc.
Laboratorní výsledek není lék. Zatím ne.
Je důležité říct jasně, kde výzkum stojí. Všechny experimenty z roku 2016 probíhaly v laboratorních podmínkách na buněčných kulturách, nikoli v živém organismu. Cesta od úspěšného pokusu na buňkách k léku dostupnému v praxi je dlouhá a zahrnuje klinické studie bezpečnosti i účinnosti.
Výzkum se nezastavil ani po roce 2016. Studie publikovaná v roce 2021 v odborném časopise Journal of Virology upozornila, že vystřižená virová DNA může po editaci v buňce přetrvávat v kruhovité formě po dobu několika týdnů a za určitých podmínek si zachovávat zbytky aktivity. Technické výzvy na cestě k úplnému vyléčení tedy přetrvávají a vědci se s nimi teprve vyrovnávají.
Na druhé straně technologie z Temple University se stala základem pro terapii EBT-101, která po schválení americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) vstoupila do klinických studií první a druhé fáze na lidských pacientech. To, co v roce 2016 fungovalo jen v laboratorní misce, se testuje přímo u lidí.