免疫细胞工程在实验室抵制艾滋病毒感染

一项新的研究描述了使用一种分子剪刀剪切和粘贴一系列的抗hiv基因T细胞,专门的艾滋病毒的免疫细胞。基因组编辑了一个基因,病毒使用获得进入细胞。通过灭活受体基因和插入额外的抗艾滋病病毒基因,病毒被禁止进入细胞,从而防止破坏免疫系统,医学博士,副教授马修Porteus说斯坦福和儿科血液学家/儿科肿瘤学家在西尔·帕卡德儿童医院。

“我们灭活HIV所使用的受体之一进入,增加新基因来预防艾滋病,所以我们有多层次的保护——我们称之为堆积,“Porteus说,这项研究的主要研究者。“我们可以使用这种策略,使细胞对两大类型的艾滋病毒。”

他说新的方法,定制基因治疗的一种形式,最终可能取代药物治疗,患者必须每天服用多种药物以抑制病毒,防止造成的致命感染艾滋病。工作是在实验室做的,和临床试验仍将需要决定是否将作为治疗的方法。

“为感染者提供抗T细胞不会治愈他们的病毒感染,”萨拉•索耶说博士,分子遗传学助理教授和得克萨斯大学微生物学研究的合著者。“然而,这将为他们提供一个受保护的组T细胞,抵御免疫崩溃,通常引起艾滋病。”

该研究发表在1月22日的分子疗法。

艾滋病治疗的一大挑战是,病毒变异而臭名昭著,所以患者必须接受药物的鸡尾酒——被称为高活性抗逆转录病毒疗法或鸡尾酒疗法——它在复制过程的不同阶段。研究人员能够避开这个问题,多管齐下的遗传攻击块艾滋病毒在几个方面。从本质上讲,他们希望模仿鸡尾酒疗法通过基因操纵。

这项技术通常取决于一个事实,即病毒进入T细胞通过自锁到两种表面蛋白被称为CCR5和趋化因子受体CXCR4。现在一些最新的药物用于治疗工作通过干扰这些受体的活动。一小部分人携带CCR5的突变,使他们自然地抵抗艾滋病毒。一个艾滋病患者白血病,现在著名的被称为“柏林病人,治愈艾滋病毒,当他接到一位捐赠者的骨髓移植的CCR5基因。

加州里士满Sangamo生物科学的科学家们已经开发出一种技术使用一种蛋白质,这种蛋白质识别和结合CCR5受体基因,基因修改它来模仿自然耐药版本。锌指核酸酶技术使用,一种蛋白质,这种蛋白质能分解的DNA片段,有效灭活受体基因。该公司现在正在测试其CCR5-resistant基因在第一期和2与艾滋病患者在宾夕法尼亚大学的试验。

斯坦福大学的科学家使用类似的方法,但添加了一个转折。他们使用相同的核酸酶零破损部分的CCR5受体的DNA。他们创建了一个打破的序列,基因编辑的壮举,粘贴在三个基因被赋予抵抗艾滋病毒,Porteus说。这种技术将几个有用的基因在特定网站被称为“叠加”。

将三种耐药基因帮助保护细胞免受艾滋病毒进入通过CCR5和趋化因子受体CXCR4受体。禁用的CCR5基因的核酸酶,以及抗艾滋病病毒的基因,创造多层次的保护。

通过CCR5和趋化因子受体CXCR4受体阻断艾滋病毒感染很重要,Porteus说,通过基因组编辑之前还没有实现。测试T细胞的防护能力,科学家创建的版本中插入一个,两个,三个基因然后T细胞暴露于艾滋病毒。

虽然单身的T细胞——double-gene修改有些防止艾滋病毒的攻击,三胞胎是迄今为止最抵抗感染。这些三个一组细胞有超过1200倍防止艾滋病毒携带CCR5受体和保护超过1700倍的趋化因子受体CXCR4受体,研究人员报道。没有改变的T细胞死于感染25天。

Porteus说,他认为工作是一个重要的一步发展中艾滋病的基因治疗。
“我很兴奋已经发生了什么,”他说。“这是一个重大的改进,第一代应用程序。”

他说战略的一个潜在缺点是,尽管核酸酶的目的是创建一个在一个地方,它可能导致其他地方休息,导致癌症或其他细胞畸变。他说也有可能这些细胞可能不会容忍基因变化。

“可能是细胞不会喜欢他们问的蛋白质表达,所以他们不会增长,”他说。
但他说,他相信这两个问题在技术上可以克服的。他说,研究人员的下一步是测试策略从艾滋病患者的T细胞,然后进入动物实验。他说,他希望在三到五年内开始临床试验。

虽然方法是劳动密集型,需要为每个病人量身定制的方法,它将拯救患者终身依赖抗逆转录病毒药物,副作用,Porteus指出。

他说,他还希望适应这些技术用于对其他疾病,如镰状细胞性贫血,他感兴趣的领域之一。Porteus使用在儿童骨髓移植病人在帕卡德儿童服务。

除了索耶,他与理查德•我们合作前毕业于斯坦福大学的研究生,现在是一个医学博士/博士生的德克萨斯大学西南医学中心和莫伊拉麦克马洪,前斯坦福大学博士后学者博士,现在在圣地亚哥加州大学的。