Генная терапия против ВИЧ

Методы генной терапии, позволяющие изменять генетический аппарат соматических клеток человека с целью лечения или профилактики различных заболеваний, активно исследуются учеными из разных стран. Результаты недавнего исследования американских ученых показали, что одной инъекции молекулы ДНК, кодирующей антитела, нейтрализующие вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), в геном мышечных клеток мышей достаточно для полного предотвращения заражения животных этим вирусом. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.

Ежегодно вирусом иммунодефицита человека заражается более двух миллионов людей старше 18 лет. С момента первого выявления вируса прошло уже около 30 лет, однако эффективного метода профилактики ВИЧ до сих пор не предложено. Использование классического подхода к созданию вакцины против ВИЧ, основанного на применении инактивированного вируса или его части для стимуляции иммунного ответа организма, имеет ограниченную эффективность в связи с тем, что ВИЧ «замаскировал» большинство своих легко распознаваемых внешних структур, способных стать мишенями для будущих антител. Долгое время исследователи во всем мире искали молекулу, которая может вызвать хотя бы умеренный полиспецифический иммунный ответ на постоянно мутирующие многокомпонентные иммуногены ВИЧ. Альтернативой применению вакцины с целью профилактики инфицирования ВИЧ и лечения больных СПИДом может стать использование методов генной инженерии.

Научная группа из Калифорнийского Технологического Института в Пасадене (California Institute of Technology, США) под руководством вирусолога и специалиста в области изучения ВИЧ Дэвида Балтимора (David Baltimore) использовала аденовирусный вектор для доставки в геном мышечных клеток мышей, зараженных ВИЧ, молекул ДНК, кодирующих антитела, полученные из крови ВИЧ-инфицированных пациентов. После внедрения молекулы ДНК в генетический аппарат мышечных клеток, они были перепрограммированы на синтез и секрецию в кровоток антител против ВИЧ. Предложенная научной группой методика была позаимствована у ученых из Детской Больницы Филадельфии (Children’s Hospital of Philadelphia, США), которые в 2009 г. впервые описали эффективность применения методов генной терапии для профилактики передачи вируса иммунодефицита обезьян, поражающего макак, - вируса, аналогичного ВИЧ. [2].

«Предложенный способ отличается от традиционных подходов к лечению ВИЧ-инфицированных больных, но нет причин не использовать этот метод в качестве метода профилактики ВИЧ, - говорит Дэвид Балтимор, – Поскольку в настоящее время нет эффективного альтернативного профилактического метода, мы должны подумать о разработке новых способов защиты людей от ВИЧ».

Иммунолог Деннис Бартон (Dennis Burton) из Исследовательского Института Скриппса (Scripps Research Institute, США), создавший большое количество антител против ВИЧ, согласен с этим мнением: «Очевидно, что самым лучшим способом профилактики ВИЧ является применение вакцины. Это – старый и испытанный метод, имеющий невысокий риск. Но что станет нашим запасным вариантом, если этот метод не сработает? Получены эффективные антитела против ВИЧ, метод работает на человеческих клетках. Ученые предложили разумный способ разрешения проблемы, который имеет смысл реализовать на практике».

Пролонгированная защита

Балтимор и его коллеги протестировали на мышах с гуманизированной (очеловеченной) иммунной системой пять различных нейтрализующих антител широкого спектра действия, вводя в организм каждого подопытного животного одно из антител. Защитные свойства антител под названиями b12 и VRC01 проявлялись даже в тех случаях, когда мыши получали дозы ВИЧ, в 100 раз превышающие дозы вируса при естественном инфицировании. Через 52 недели после внедрения ДНК в организм животного концентрация экспрессируемых антител оставалась высокой. Это позволяет предположить, что введение только одной дозы вакцины приведет к пролонгированной защите организма от ВИЧ. «Мы показали, что экспрессия защитных антител в организме млекопитающих может начаться и продолжиться в течение длительного периода времени. Это служит основанием для начала проведения клинических исследований», - сказал Балтимор.

Несмотря на то, что многократное инъекционное введение антител в человеческий организм безопаснее их синтеза мышечными клетками, такой способ решения проблемы экономически не целесообразен. В то же время подход, основанный на использовании методов генной терапии, позволит с помощью только одного внутримышечного укола превратить мышечные клетки в источник выработки антител против ВИЧ.

Специалисты в области генной терапии высказываются по поводу предложенного метода со сдержанным оптимизмом. «Результаты, полученные на мышах и обезьянах, не всегда применимы к человеку. Предложенная идея очень интересна, и она должна быть оценена на основании результатов клинических исследований. Думаю, что предложенная концепция является хорошей альтернативной методикой до тех пор, пока не будут получены нейтрализующие антитела широкого спектра действия с помощью классической вакцины», - сказал Вэйн Кофф (Wayne Koff), вице-президент по вопросам исследований и развития международной организации International AIDS Vaccine Initiative (Нью-Йорк, США).

Бартон и Кофф предупреждают, что применение методов генной терапии также связано с определенными сложностями. В связи с тем, что внедряемая в геном ДНК, несущая информацию об антителах, встраивается в него навсегда, специалисты не смогут ее «выключить», если иммунная система пациента начнет атаковать антитела против ВИЧ. Сведения о побочных эффектах метода не появятся до тех пор, пока не начнется его испытание на людях. Балтимор намерен начать серию клинических испытаний в течение ближайших нескольких лет. Тем временем ученые из Детской Больницы Филадельфии надеятся уже до конца 2012 г. начать первый этап клинического исследования, направленного на определение эффективности предложенного метода.



Ученые надеются предотвратить распространение ВИЧ с помощью применения методов генной терапии, позволяющих стимулировать синтез антител клетками (фото: MEDICAL RF.COM/SPL)

Оригинальный текст: Lauren Gravitz

Литература:
1. Balazs, A. B. et al. Nature advance online publication (2011).
2. Johnson, P. R. et al. Nature Med. 15, 901–906 (2009).

По материалам NatureNews