15.06.2022 - Tel Aviv University (TAU)

Sind wir auf dem Weg zu einer einmaligen Behandlung von AIDS?

Eine neue Technologie ermöglicht die Behandlung von HIV-Infektionen durch eine einzige Injektion

Eine neue Studie der Universität Tel Aviv bietet eine neue und einzigartige Behandlung für AIDS, die zu einem Impfstoff oder einer einmaligen Behandlung für HIV-Patienten entwickelt werden könnte. In der Studie wurde untersucht, wie die weißen Blutkörperchen vom Typ B im Körper des Patienten so verändert werden können, dass sie als Reaktion auf das Virus Anti-HIV-Antikörper absondern. Die Studie wurde von Dr. Adi Barzel und dem Doktoranden Alessio Nehmad geleitet, beide von der Schule für Neurobiologie, Biochemie und Biophysik an der George S. Wise-Fakultät für Biowissenschaften und dem Dotan Center for Advanced Therapies in Zusammenarbeit mit dem Sourasky Medical Center (Ichilov). Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit weiteren Forschern aus Israel und den USA durchgeführt. Die Studie wurde in der Zeitschrift Natureveröffentlicht .

In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich das Leben vieler AIDS-Patienten durch die Verabreichung von Therapien, die die Krankheit von einem tödlichen in einen chronischen Verlauf verwandeln, verbessert. Bis zu einer Behandlung, die die Patienten dauerhaft heilen kann, ist es jedoch noch ein weiter Weg. Ein möglicher Weg dazu, nämlich eine einmalige Injektion, wurde zum ersten Mal im Labor von Dr. Barzel entwickelt. Bei der in seinem Labor entwickelten Technik werden weiße Blutkörperchen vom Typ B verwendet, die im Körper des Patienten gentechnisch so verändert werden, dass sie neutralisierende Antikörper gegen das HIV-Virus absondern, das die Krankheit verursacht.

B-Zellen sind eine Art von weißen Blutkörperchen, die für die Bildung von Antikörpern gegen Viren, Bakterien und andere Stoffe verantwortlich sind. B-Zellen werden im Knochenmark gebildet. Wenn sie heranreifen, wandern die B-Zellen in das Blut- und Lymphsystem und von dort in die verschiedenen Körperteile.

Dr. Barzel erklärt: "Bisher konnten nur wenige Wissenschaftler, darunter auch wir, B-Zellen außerhalb des Körpers gentechnisch verändern, und in dieser Studie waren wir die ersten, die dies im Körper taten und diese Zellen dazu brachten, die gewünschten Antikörper zu bilden. Die Gentechnik wird mit viralen Trägern durchgeführt, die von Viren stammen, die so manipuliert wurden, dass sie keinen Schaden anrichten, sondern nur das für den Antikörper kodierte Gen in die B-Zellen im Körper bringen. Außerdem ist es uns in diesem Fall gelungen, die Antikörper genau an der gewünschten Stelle im Genom der B-Zellen einzubringen. Alle Modelltiere, denen die Behandlung verabreicht worden war, sprachen an und hatten hohe Mengen des gewünschten Antikörpers im Blut. Wir haben den Antikörper aus dem Blut hergestellt und uns vergewissert, dass er das HIV-Virus in der Laborschale tatsächlich wirksam neutralisiert."

Das genetische Editing wurde mit CRISPR durchgeführt. Dabei handelt es sich um eine Technologie, die auf einem bakteriellen Immunsystem gegen Viren basiert. Die Bakterien nutzen die CRISPR-Systeme als eine Art molekulare "Suchmaschine", um virale Sequenzen aufzuspüren und sie zu schneiden, um sie unschädlich zu machen. Zwei Biochemikerinnen, Emmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna, die den ausgeklügelten Abwehrmechanismus entwickelt hatten, konnten die DNA einer beliebigen Sequenz umleiten und schneiden. Die Technologie wird seitdem eingesetzt, um entweder unerwünschte Gene zu deaktivieren oder gewünschte Gene zu reparieren und einzufügen. Doudna und Charpentier erlangten internationale Anerkennung, als sie im Jahr 2020 den Nobelpreis für Chemie erhielten.

Der Doktorand Alessio Nehmad erläutert den Einsatz von CRISPR: "Wir kombinieren die Fähigkeit von CRISPR, Gene an den gewünschten Stellen einzuschleusen, mit der Fähigkeit von viralen Trägern, die gewünschten Gene in die gewünschten Zellen zu bringen. So sind wir in der Lage, die B-Zellen im Körper des Patienten zu verändern. Wir verwenden zwei Virusträger der AAV-Familie, wobei ein Träger für den gewünschten Antikörper und der zweite Träger für das CRISPR-System kodiert. Wenn das CRISPR-System an der gewünschten Stelle im Genom der B-Zellen schneidet, führt es das gewünschte Gen ein: das Gen, das für den Antikörper gegen das HIV-Virus kodiert, das AIDS verursacht."

Derzeit, so erklären die Forscher, gibt es keine genetische Behandlung für AIDS, so dass die Forschungsmöglichkeiten enorm sind. Dr. Barzel fasst zusammen: "Wir haben eine innovative Behandlung entwickelt, die das Virus mit einer einmaligen Injektion besiegen kann und die das Potenzial hat, den Zustand der Patienten enorm zu verbessern. Wenn die gentechnisch veränderten B-Zellen auf das Virus treffen, werden sie durch das Virus zur Teilung angeregt und ermutigt, so dass wir die eigentliche Ursache der Krankheit bekämpfen. Wenn sich das Virus verändert, verändern sich auch die B-Zellen entsprechend, um es zu bekämpfen. Wir haben also das erste Medikament geschaffen, das sich im Körper weiterentwickeln und Viren im Wettrüsten besiegen kann.

Auf der Grundlage dieser Studie können wir davon ausgehen, dass wir in den nächsten Jahren auf diese Weise ein Medikament für AIDS, für weitere Infektionskrankheiten und für bestimmte, durch Viren verursachte Krebsarten wie Gebärmutterhalskrebs, Kopf- und Halskrebs und andere herstellen können".

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