اچ آی وی از ژنوم حیوانات زنده حذف می‌شود

تصویر HIV (تصویر آرشیوی)
اعتبار: © peterschreiber.media / Adobe Stock
 

در یک تلاش بزرگ مشترک، محققان دانشکده پزشکی لوئیس کتز در دانشگاه تمپل و مرکز پزشکی دانشگاه نبراسکا (UNMC) برای اولین بارHIV-1 DNA  مستعد کپی -- ویروس مسئول ایدز -- را از ژنوم های حیوانات زنده حذف کرده اند. این مطالعه که در مجله ارتباطات علمی منتشر شده است، یک گام مهم در جهت توسعه یک درمان ممکن برای عفونت HIV انسان است.
 
دکتر کامل خلیلی، پروفسور لورا اچ کارنل و رئیس دپارتمان علوم اعصاب، مدیر مرکز نوروویرولوژی و مدیر مرکز جامع نورواِیدز در دانشکده پزشکی لوئیس کتز در دانشگاه تمپل (LKSOM)، گفت: "مطالعه ما نشان می دهد که درمان برای موقوف کردن کپی برداری اچ آی وی و مداوا با ویرایش ژن، در صورت ارائه به طور متوالی، می تواند اچ آی وی را از سلول ها و اندام های حیوانات آلوده بزداید."
 
دکتر جندلمن گفت: "این دستاورد بدون تلاش فوق العاده‌ی تیم که شامل ویروس شناسان، ایمونولوژیست ها، زیست شناسان مولکولی، متخصصین داروسازی و متخصصین دارویی بود، امکان پذیر نبود." "ما تنها با جمع آوری منابع خود با هم توانستیم این کشف پیشگام را صورت دهیم."

درمان فعلی HIV تمرکز دارد روی استفاده از مداوا از طریق ضد رتروویروسی (ART). ART از کپی زنی HIV جلوگیری می کند اما ویروس را از بدن حذف نمی کند. بنابراین، ART معالجه ای برای اچ آی وی نیست و نیاز به استفاده در تمام عمر دارد. اگر استفاده از آن متوقف شود، HIV بازمی گردد، در حالی که کپی زنی را از سر می گیرد و توسعه ایدز را تحریک می کند. بازگشت اچ آی وی به طور مستقیم نسبت داده می شود به توانایی ویروس به اختلاط توالی DNA آن به  داخل ژنوم های سلول های سیستم ایمنی، جایی که در آن در حال کمون و فراتر از دسترسی به داروهای ضد رتروویروسی می ماند.
 
در کار قبلی، تیم دکتر خلیلی از تکنولوژی CRISPR-Cas9 برای توسعه یک سیستم نوین تحویل ویرایش ژن و ژن درمانی هدف گذاری شده جهت برداشتن DNA HIV از ژنومهای میزبان ویروس استفاده کرد. در موش های معمولی و موش های صحرایی، آنها نشان دادند که سیستم ویرایش ژن می تواند به طور موثر قطعات بزرگی از DNA HIV را از سلول های آلوده قطع کند، که به طور قابل توجهی بر بیان ژن ویروسی اثر می گذارد. با این حال، مشابه با ART، ویرایش ژن به طور کامل نمی‌تواند خود HIV را بزداید.
 
برای مطالعه جدید، دکتر خلیلی و همکارانش سیستم ویرایش ژن خود را با یک استراتژی درمانی اخیراً توسعه یافته به نام ART (لیزری) رهایی آهسته-موثر طولانی مدت–عمل کننده ترکیب کردند. ART لیزری به طور مشترک توسط دکتر جندلمن و دکتر بنسون اداگوا، استادیار فارماکولوژی در UNMC توسعه داده شد.
 
ART لیزری پناهگاه های ویروسی را هدفگیری می کند و تکرار HIV را برای دوره های زمانی طولانی در سطوح پایین نگاه می دارد، و با این کار فرکانس اداره ART را کم می کند. تداوی های طولانی مدت با تغییرات دارویی در ساختار شیمیایی داروهای ضد رتروویروسی امکان پذیر شد. داروی اصلاح شده به داخل نانوکریستال ها بسته بندی می شد، که به راحتی به بافت هایی توزیع می شود که احتمالا قرار است HIV در آنها به حالت کمون قرار داشته باشد. از آنجا، نانوکریستالها، که برای هفته ها در داخل سلول ها ذخیره می شوند، به آرامی دارو را آزاد می کنند.
 
به گفته دکتر خلیلی، "ما می خواستیم ببینیم که آیا ART  لیزری می تواند تکرار HIV را به اندازه کافی طولانی موقوف کند تا CRISPR-Cas9 سلول های DNA ویروسی را کاملا از بین ببرد."
 
برای آزمایش ایده های خود، محققان از موش هایی استفاده کردند که برای تولید سلول های T انسانیِ حساس به عفونت اچ آی وی طراحی شده اند، که به عفونت ویروسی طولانی مدت و نهفتگی القا شده با ART اجازه می دهند. هنگامی که عفونت برقرار شد، موشها با ART  لیزری و متعاقباً با CRISPR-Cas9 معالجه شدند. در پایان دوره درمان، موش ها برای بار ویروسی مورد آزمایش قرار گرفتند. تجزیه و تحلیل ها حذف کامل HIV DNA را در حدود یک سوم از موش های آلوده به HIV آشکار کرد.
 
دکتر خلیلی گفت: "پیام بزرگ این کار این است که وجود هر دو CRISPR-Cas9 و سرکوب ویروس از طریق یک روش مانند ART لیزری، که با هم اجرا می شوند، لازم هست تا معالجه ای برای عفونت HIV حاصل شود." بازگشت اچ آی وی به طور مستقیم نسبت داده می شود به توانایی ویروس به اختلاط توالی DNA آن به  داخل ژنوم های سلول های سیستم ایمنی، جایی که در آن در حال کمون و فراتر از دسترسی به داروهای ضد رتروویروسی می ماند. "در حال حاضر ما مسیری روشن برای حرکت به جلو به سمت آزمایش ها در نخستی های غیر انسانی و احتمالا آزمایشات بالینی در بیماران انسانی در طول سال داریم."
 

یک درمان دائمی برای عفونت اچ آی وی، با توجه به توانایی ویروس در مخفی و دور ماندن در مخزن های نهفته، گریزان باقی می ماند. اما اکنون دانشمندان نشان می دهند که می توانند HIV DNA را از ژنوم های حیوانات زنده قطع کنند تا عفونتِ بیشتر را برطرف کنند. آنها اولین کسانی هستند که این شاهکار را در سه مدل حیوانی مختلف انجام دادند، از جمله یک مدل «انسانی شده» که در آن موش ها با سلول های ایمنی بدن انسان پیوند زده شدند و با ویروس آلوده شدند.
 
این کار جدید بر اساس یک مطالعه اثبات مفهوم است که تیم در سال 2016 منتشر کرد، که در آن آنها از مدل های موش معمولی و موش صحرایی ترانس ژنیک استفاده کردند که HIV-1 DNA در داخل ژنوم هر بافت بدن های حیوانات جا داده شده بود. آنها نشان دادند که استراتژی آنها می تواند قطعات هدفگیری شده HIV-1 را از ژنوم در اغلب بافت های حیوانات تحت آزمایش حذف کند.
 
دکتر هو گفت: "مطالعه جدید ما جامع تر است." "ما داده ها را از کار قبلیمان تایید کردیم و کارآیی استراتژی ویرایش ژنمان را بهبود بخشیده ایم. ما همچنین نشان می دهیم که این استراتژی در دو مدل موش اضافی موثر است، یکی از آنها نشان دهنده عفونت حاد در سلول های موش است و دیگری نشان دهنده عفونت مزمن یا پنهان در سلول های انسانی است."
 

مترجم: علی رضایی میرقائد