Primat Genomundan Düzenlenen HIV Benzeri Virüs, İnsandaki HIV Bulaşına Çare Olabilir
HIV araştırmasında büyük bir adım atan Temple Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden bilim insanları, insan olmayan primat genomundan AIDS hastalığına sebep olan HIV’ye benzer bir virüs olan SIV virüsünü düzenlediler. Bu buluş, Temple araştırmacılarına ve meslektaşlarına insan HIV hastalığına tedavi geliştirmeye daha önce rastlanmamış bir yakınlık sunuyor.
Laura H. Carnell Nörobilim Bölümü Başkanı ve Profesörü, Nöroviroloji Merkezi Direktörü ve Temple Üniversitesi (LKSOM) Lewis Katz Tıp Fakültesi NeuroAIDS Merkezi Direktörü Dr. Kamel Khalili: “İlk kez, makak maymunlarının enfekte olmuş hücrelerindeki SIV genomlarını düzenleyebilen, adeno ilişkili virüs (insanları ve diğer bazı primat türlerini enfekte eden küçük virüsler) tarafından taşınan CRISPR gen düzenleme yapımızın tek aşılamasını gösterdik,” dedi.
LKSOM Sinirbilim Bölümünde Yardımcı Eğitim Başkanı olan Dr. Khalili, HIV patogenezi ve tedavi çalışmaları için SIV (maymun immün yetmezlik virüsü) ile enfekte olmuş, antiretroviral tedavi (ART) uygulanmış makak modelinin kullanımı konusunda uzman olan Tricia H. Burdo ile birlikte bu araştırma için birlikte çalışan uzman araştırmacılardı.
Ayrıca Tulane Ulusal Primat Araştırma Merkezi’nde ve Tulane Üniversitesi Tıp Fakültesi Mikrobiyoloji ve İmmünoloji Bölümü’nde Doçent Dr. olan Andrew G. Maclean; Güneybatı Ulusal Primat Araştırma Merkezi, Teksas Biyomedikal Araştırma Enstitüsü’nden Doçent Dr. Binhua Ling de bu çalışmada yardımcı uzman araştırmacılardı. Dr. Ling, daha önce Tulane Ulusal Primat Araştırma Merkezi’nde ve Tulane Üniversitesi Tıp Fakültesi Mikrobiyoloji ve İmmünoloji Bölümü’nde Doçent Dr. olarak görev yapmıştır. Dr. Khalili’nin LKSOM’daki Nörobilim Bölümü laboratuvarında yardımcı araştırmacı olan Pietro Mancuso, Nature Communications Dergisi’nde 27 Kasım’da çevrim içi olarak yayınlanan raporun ilk yazarıydı.
Yeni çalışmanın önemli bir yanı; Dr. Khalili’nin araştırma grubu tarafından geliştirilen gen düzenleme yapısının enfekte olmuş hücrelere ayrıca, SIV ve HIV için önemli rezervuar (bu virüslerin varlığını sürdürdüğü hücre) olduğu bilinen organlara ulaşabileceğini gösteriyor. Virüslerin konakçı DNA’sı içerisine girdiği ve yıllarca saklandığı yerler olan hücre ve organ rezervuarları, hastalığın tedavisi için büyük bir engeldir. Bu rezervuarlardaki SIV veya HIV, virüs replikasyonunu durduran ve virüsü kandan temizleyen antiretroviral tedavinin (ART) ulaşamayacağı yerde bulunur. Virüslere karşı etkili olan tedavi (ART) durur durmaz virüsler rezervuarlarından çıkar ve replikasyonu yinelerler.
İnsan olmayan primatlarda SIV, HIV’ye benzer bir şekilde davranır. Dr. Khalili : “Dr. Burdo’nun laboratuvarında incelenen SIV ile enfekte olmuş makak modeli, insanlardaki HIV bulaşının özetlenmesi için uygun bir büyük hayvan modelidir,” dedi. Araştırmacılar yeni çalışma için SIV’a özgü bir CRISPR-Cas9 gen düzenleme yapısı tasarlamaya başladı. Hücre kültüründeki deneyler; düzenleme yönteminin, entegre olmuş SIV DNA’sının hedef dışı bölgelerde potansiyel olarak zararlı gen düzenleme riskiyle çevrili konakçı hücredeki DNA’da doğru bölgeye bağlandığını kanıtladı. Ekip, daha sonra yapıyı SIV ile enfekte olmuş hayvanlara damar içinden enjekte edilebilen, adeno ilişkili virüs-AAV9 taşıyıcısı halinde paketledi.
Tulane Ulusal Primat Araştırma Merkezi’nden meslektaşlarıyla işbirliği içinde olan Dr. Burdo, kontrol görevi gören başka bir hayvan sayesinde; her birinden AAV9-CRISPR-Cas9’un tek aşılaması için SIV ile enfekte olmuş üç makağı rastgele seçti. Araştırmacılar üç hafta sonra, hayvanlardan kan ve doku örneklerini topladı. Analizler, makaklara uygulanan AAV9-CRISPR-Cas9 tedavisindeki gen düzenleme yapısının; kemik iliği, lenf düğümleri ve dalağı kapsayan geniş bir doku bölgesine yayıldığını, önemli bir virüs rezervuarı olan CD4+T hücrelerine de ulaştığını gösterdi.
Ayrıca Temple araştırmacıları; deneydeki hayvan dokularının genetik analizine dayanarak SIV genomunun enfekte olmuş hücrelerden etkin bir şekilde ayrıldığını gösterdi. “SIV DNA’sının dokulardan ve kan hücrelerinden adım adım kesip çıkartılması yüksek verimlilikle gerçekleşti,” dedi Dr. Mancuso. Eksizyon (kesip çıkarma) verimliliği dokulara göre değişmekle beraber lenf düğümlerinde oldukça yüksek seviyelere ulaştı.
Dr. Khalili ve meslektaşlarının katkılarıyla yeni çalışma, virüsün barındığı genomlardan özellikle HIV DNA’sını yok etmek için, 2020 Kimya Nobel Ödülü’nün konusu olan CRISPR-Cas9 teknolojisini kullanarak yeni gen düzenleme sisteminin geliştirilmesinin bir devamı niteliğindedir. Bilim insanları öncelikli olarak sistemlerinin, insanlaştırılmış fare HIV-1’i dahil olmak üzere HIV ile enfekte olmuş küçük hayvan modellerindeki hücrelerden ve dokulardan HIV DNA’sını etkili bir şekilde ortadan kaldırdığını gösterdi.
Yardımcı yazar Dr. MacLean sonuçlardan güç aldı. MacLean : “Bu önemli gelişme, HIV/AIDS’nin bir sonu olacağından dolayı umutluyuz,” dedi. “Bir sonraki adımda muhtemelen, denekleri antiretroviral terapiden (ART) çıkararak virüsün tamamen ortadan kaldırılmasını sağlayıp sağlayamayacağımızı belirleyerek bu tedaviyi daha uzun bir süre boyunca değerlendirmektir.”
Dr. MacLean, bu tedavi stratejisinin insan nüfusuna uygulanacağından umutlu. Dr. Khalili’nin bilimsel kurucusu olduğu ve Dr. Burdo’nun klinik öncesi araştırma ve geliştirmeye katkıda bulunduğu ayrıca Bilimsel Danışma Kurulu’nda da hizmet verdiği biyoteknoloji şirketi Excision BioTherapeutics, FDA tarafından onaylandıktan sonra daha büyük ölçekli çalışmalar ve gelecekteki klinik denemeler için finansman ve altyapıya destek olacak.
Dr Khalili : “Çalışmamızı, yakında insanlarda da klinik çalışmalara taşımayı umuyoruz,” diye ekledi. “Dünya çapında insanlar 40 yıldır HIV’den acı çekiyor, şimdi HIV hastalığının tedavisinin önünü açabilecek klinik araştırmaya çok daha yakınız.”
Kaynak : sciencedaily.com
