ممنوع الدخول إلى فيروس نقص المناعة البشرية / كارل جون وبروس ليفين

نجح العلماء في منع دخول فيروسات نقص المناعة البشرية إلى خلايا معينة في الجهاز المناعي لشخص واحد وبالتالي منع تطور المرض.

نجح العلماء في منع دخول فيروسات نقص المناعة البشرية إلى خلايا معينة في الجهاز المناعي لشخص واحد وبالتالي منع تطور المرض. لكن هذا العلاج غير المسبوق خطير وربما يستخدم لمرة واحدة. هل من الممكن إيجاد طريقة أكثر أمانًا لمساعدة الملايين من شركات النقل الأخرى؟
منذ أكثر من ثلاث سنوات بقليل، نشر فريق طبي من برلين نتائج تجربة غير عادية أذهلت مجتمع أبحاث فيروس نقص المناعة البشرية.

أخذت المجموعة الألمانية عينة من نخاع العظم، مصدر خلايا الجهاز المناعي في الجسم، من متبرع مجهول (أو متبرعين) يتمتع بمقاومة وراثية طبيعية لفيروس نقص المناعة البشرية. ثم قام الباحثون بزراعة الخلايا في جسم رجل يعاني من سرطان الدم، وتم تشخيصه على أنه حامل لفيروس نقص المناعة البشرية منذ أكثر من عشر سنوات. كان سبب زراعة نخاع العظم هو علاج سرطان الدم، لكن أعضاء المجموعة كانوا يأملون في أن تمنح عملية الزرع أيضًا ما يكفي من الخلايا المقاومة لفيروس نقص المناعة البشرية للمريض للسيطرة على العدوى الفيروسية. العلاج فاق كل التوقعات. ولم تقلل عملية الزرع من كمية فيروس نقص المناعة البشرية في دم المريض فحسب، بل أزالت أيضًا كل أثر يمكن قياسه للفيروس من جسده، حتى في العديد من الأنسجة التي قد يكون مختبئًا فيها في حالة سبات. لقد تفاجأ الباحثون الألمان بهذه النتائج الإيجابية المذهلة لدرجة أنهم انتظروا ما يقرب من عامين قبل أن يجرؤوا على نشر البيانات.

ويبدو أن الأخبار جيدة جدًا. ومع ذلك، بعد مرور خمس سنوات على العلاج الأولي، وعلى الرغم من توقفه عن تناول الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية التي تحارب فيروس نقص المناعة البشرية، لا توجد أي علامة على وجود الفيروس في جسد "المريض من برلين" (الذي كشف فيما بعد عن هويته: تيموثي راي براون من كاليفورنيا). ). ومن بين أكثر من 60 مليون شخص أصيبوا بالفيروس المسبب لمرض الإيدز في العقود الأخيرة، فإن براون هو الشخص الوحيد حتى الآن الذي تمكن من القضاء على الفيروس من جسده في عملية موثقة بعناية.

الارتباط الضعيف: ترتبط فيروسات فيروس نقص المناعة البشرية (الأجزاء الحمراء في هذا الرسم التوضيحي المفاهيمي) عادةً ببروتين يبرز من سطح الخلايا المناعية (الأجزاء البيضاء). ويأمل العلماء أن تؤدي إزالة النتوءات إلى جعل الخلايا المناعية مقاومة لفيروس نقص المناعة البشرية.

لأسباب عديدة، من المستحيل تنفيذ هذا النهج على نطاق واسع. إحدى الخطوات الرئيسية هي الخطوة الأولى والخطيرة جدًا في العلاج: تدمير الجهاز المناعي الأصلي للمريض. لكن النجاح غير المتوقع ألهم الباحثين في جميع أنحاء العالم للبحث عن طرق أكثر أمانًا وأقل تكلفة لإنشاء نظام مناعة جديد مقاوم لفيروس نقص المناعة البشرية مثل ذلك الذي تلقاه براون. وسيسمح مثل هذا الإنجاز للأطباء بإغلاق الباب بشكل فعال أمام الفيروس المسبب لفشل المناعة ومنعه من الانتشار من خلية إلى أخرى في الجسم. وفي النهاية، من المحتمل أن يقوم الجهاز المناعي المحسن بإزالة الفيروس من أماكن اختبائه المختلفة في الجسم. وبدلا من الاستمرار في اتباع العلاجات المقبولة حتى الآن والتي تكتفي بقمع الفيروس، فإن النهج الجديد الذي يحاكي علاج برلين سيسمح، في حال نجاحه، بالقضاء على الفيروس وبالتالي علاج المرض الذي يسببه.

في الواقع، نحن وزملائنا نعتقد أن لدينا طريقة أسهل لمنح حاملي فيروس نقص المناعة البشرية جهاز مناعة مثل ذلك الذي يشكل أساس نجاح العلاج في برلين. وقد أثبتت هذه الطريقة فعاليتها في المختبر، ونقوم الآن بإجراء تجارب سريرية أولية على مجموعة صغيرة من حاملي فيروس نقص المناعة البشرية. أمامنا الكثير من العمل ولسنا متأكدين من فعالية العلاج، لكن استمرار تعافي المريض من برلين من الفيروس ونتائجنا الأولية تعطينا الشعور بأننا نعمل على تطوير علاج قد يتغير حياة الملايين الذين يحملون الفيروس في أجسادهم حاليًا.

ضبط دقيق لجهاز المناعة

يعتمد نهجنا في بناء نظام مناعي لمحاربة فيروس نقص المناعة البشرية على الأبحاث التي تعالج تحديين مترابطين. أولا، يجب على العلماء أن يتوصلوا إلى كيفية ترقية جهاز المناعة ضد فيروس نقص المناعة البشرية. وثانيًا، يجب عليهم إيجاد طريقة لمنع الفيروسات من دخول الخلايا المفضلة لديهم، خلايا CD4 +، المعروفة أيضًا باسم الخلايا التائية المساعدة. تعمل هذه الخلايا التائية المحددة كلاعبين وقائيين رئيسيين لنظام الاستجابة المناعية. يقومون بتنسيق التفاعلات بين أنواع مختلفة من الخلايا المناعية الأخرى. عندما يصيب فيروس نقص المناعة البشرية الخلية التائية المساعدة لأول مرة، فإنه لا يسبب أي ضرر حقيقي. ومع ذلك، بعد ذلك، عندما يتم تنشيط الخلية المناعية لمحاربة بعض العدوى، فإنها تطلق المزيد من نسخ فيروس نقص المناعة البشرية بدلاً من ذلك. ولسوء الحظ، تقتل الفيروسات في نهاية المطاف هذه الخلايا التكيفية وتقلل من قدرة الجهاز المناعي على مكافحة العديد من أنواع العدوى الأخرى. وبهذه الطريقة، يقوم فيروس نقص المناعة البشرية بتحييد العناصر الفاعلة الأكثر مهارة في الجهاز المناعي بشكل انتقائي. ومع انخفاض عددها، تقل قدرة الجسم على مكافحة العدوى. وفي النهاية، يندلع مرض الإيدز - المرحلة الأخيرة، التي تتميز بالعدوى القاتلة.

ليس من السهل إيجاد طريقة لتعزيز جهاز المناعة، ناهيك عن حماية الخلايا التائية المساعدة. ومع ذلك، عندما نُشرت الأخبار من برلين، كان التقدم قد تم إحرازه بالفعل على كلا الجبهتين، على الرغم من اختلاف أساليب البحث.

لسنوات عديدة، كان العلماء الذين يدرسون السرطان أو الالتهابات الفيروسية يحاولون إيجاد طريقة لتحفيز جهاز المناعة. إحدى الطرق هي أخذ الخلايا التائية من المريض، وتعريضها لمواد تجعلها تتكاثر وتصبح أكثر نشاطًا ضد السرطان أو الفيروسات، ثم يتم إعادة هذه الخلايا المغذية إلى جسم المريض. انضم كلانا إلى هذه الجهود قبل عشرين عاما، عندما جاء ليفين للعمل مع جون في ما يعرف الآن بمركز والتر ريد الطبي العسكري الوطني في بيثيسدا بولاية ماريلاند. واستنادا إلى عمل آخرين، وخاصة فيليب جرينبيرج وستانلي ريدل من معهد فريد هاتشينسون لأبحاث السرطان في سياتل ومالكولم برينر وكليونا روني، الموجودان الآن في كلية بايلور للطب في هيوستن، بدأنا تجارب لتحسين طرق زراعة الخلايا التائية خارج الجسم. جسم. في تلك الأيام، كان من الممكن زراعة الخلايا التائية من متبرع في مزرعة في المختبر فقط بمساعدة خليط معقد من الرسائل الكيميائية أو عن طريق استخلاص نوع آخر من الخلايا من دم المتبرع، الخلايا الجذعية، التي تخبرنا في الظروف العادية بالخلايا الجذعية. تنضج الخلايا التائية وتنقسم بقوة.

اعتقدنا أنه بإمكاننا تبسيط العملية عن طريق إنشاء خلايا تغصنية اصطناعية. أخذنا كرات مغناطيسية صغيرة، صغيرة ولكنها أصغر قليلاً من الخلايا التائية، وربطنا على سطحها بروتينين مشابهين للجزيئات الموجودة في الخلايا الجذعية. وعندما قمنا بخلط الكريات مع الخلايا التائية في المختبر، أثبتت فعاليتها للغاية في المهمة المقصودة منها. إن تغيير الكريات كل أسبوعين تقريبًا أتاح لنا الحفاظ على مستعمرة من الخلايا التائية النشطة لأكثر من شهرين، تضاعفت خلالها بسعادة وتضاعفت بمقدار تريليون.

عندما بدأنا باختبار نهجنا في عينات الدم المأخوذة من متطوعين حاملين لفيروس نقص المناعة البشرية، فوجئنا عندما اكتشفنا أن الخلايا التائية التي أنشأناها طورت قدرة ملحوظة، وإن كانت مؤقتة وعابرة، على تثبيط تطور فيروس نقص المناعة البشرية. لقد نشرنا النتائج في يونيو (حزيران) 1996، حتى قبل أن نعرف السبب وراء زيادة مقاومتها للعدوى بفيروس نقص المناعة البشرية (HIV). ولكن في وقت لاحق من هذا العام ظهر دليل مهم ساعد في نهاية المطاف في تفسير اللغز.
بوابة العدوى

وبينما كنا نطور نظام زراعة الخلايا التائية، اكتشف باحثون آخرون ثغرة أمنية مهمة في الطريقة التي يهاجم بها فيروس نقص المناعة البشرية الخلايا. بالفعل في الأيام الأولى لوباء الإيدز، حدد الباحثون مجموعة صغيرة من الأشخاص الذين لديهم مناعة عالية ضد فيروس نقص المناعة البشرية والذين تعرضوا للفيروس عدة مرات. في نهاية عام 1996، وفي موجة من المنشورات العلمية، ذكرت العديد من المختبرات أن البروتين المسمى CCR5، الموجود على سطح الخلايا التائية المساعدة وبعض أنواع الخلايا الأخرى، يعمل بمثابة بوابة لفيروس نقص المناعة البشرية. علاوة على ذلك، أثبت الباحثون أن الأشخاص الذين يفتقرون إلى البروتين بشكل طبيعي لا يصابون بالعدوى.

يرجع غياب بوابة الدخول إلى إغفال 32 نيوكليوتيدات (الأحرف A وT وC وG في أبجدية الحمض النووي) في الجين الذي يحتوي على كود إنتاج بروتين الغلاف هذا. يؤدي هذا الإغفال إلى إنتاج نسخة مختصرة من CCR5 غير قادرة على الوصول إلى سطح الخلية. يرث حوالي 5% من القوقازيين نسختين من هذا الجين المعيب، المعروف باسم CCR32-DeltaXNUMX، من آبائهم، وبالتالي فإن الخلايا التائية لديهم مقاومة عالية للإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية. الطفرة نادرة بين الأمريكيين الأصليين والآسيويين والأفارقة. وبصرف النظر عن هذه الخصوصية الجينية، يبدو أن الأشخاص الذين لديهم الطفرة هم أفراد أصحاء، على الرغم من أنهم قد يكونون أكثر عرضة للإصابة بفيروس غرب النيل.

يمكن للأشخاص الذين ورثوا نسخة واحدة فقط من CCR5-Delta32 أن يصابوا بفيروس نقص المناعة البشرية، ولكن معهم يكون متوسط ​​الوقت من الإصابة الأولية إلى المراحل اللاحقة من المرض أطول. وقد أظهر الباحثون أن الرسائل الكيميائية الطبيعية، التي تسمى الكيموكينات، قادرة على منع مستقبل CCR5 الطبيعي وبالتالي منعه من الارتباط بفيروس نقص المناعة البشرية. وفي الواقع، فإن حجب المستقبل CCR5 هو الأساس لعائلة كاملة من الأدوية المضادة لفيروس نقص المناعة البشرية. ولسوء الحظ، من الصعب جدًا حجب جميع هذه المستقبلات باستمرار في جميع الخلايا التي تحملها بكمية كبيرة كافية من جزيئات الدواء لمنع دخول الفيروسات تمامًا. علاوة على ذلك، قد يخضع فيروس نقص المناعة البشرية لطفرة تسمح للفيروسات بالتهرب من الحصار. وبالتالي، يمكن لهذه الفيروسات المعدلة بشكل طفيف أن تدخل بوابة CCR5 وتدخل الخلايا التائية.

ساعد اكتشاف دور CCR5 في الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية في تفسير سبب مقاومة الخلايا التائية التي زرعناها صناعيًا. أدى تنشيط الخلايا التائية باستخدام الأجسام الشبه الكروية، لسبب ما، إلى إغلاق خط إنتاج بروتينات CCR5. وبدون بوابات نشطة، لا يستطيع فيروس نقص المناعة البشرية دخول الخلايا.

في هذه المرحلة، تساءلنا عما إذا كان بإمكاننا الاستفادة من اكتشاف CCR5 ودمجه مع الطريقة التي قمنا بتحسينها للتو لتنمية الخلايا التائية لإنشاء علاج جديد مضاد لفيروس نقص المناعة البشرية. أدت الفكرة إلى التعاون مع كريستين هاج وديل إندو، وكلاهما من شركة التكنولوجيا الحيوية Cell Genesys ومقرها سان فرانسيسكو، حيث قامتا بإنشاء خلايا T معدلة وراثيًا جعلتها تبحث عن الخلايا المصابة بفيروس نقص المناعة البشرية وتهاجمها. وكانت الخطوة الأولى لتحقيق الهدف هي إجراء تجارب سريرية على البشر لاختبار مدى سلامة استخدام هذه الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم التجربة لاختبار سلامة استخدام الخلايا التائية التي تمت زراعتها باستخدام طريقتنا الكروية المغناطيسية وانتشرت إلى حد كبير. وتبين أن الخلايا آمنة للاستخدام وبقيت على قيد الحياة لسنوات بعد الحقن. لكن التغير الجيني المحدد الذي اختبرناه لم يكن له سوى تأثير متواضع على ثقافة فيروس نقص المناعة البشرية في أجسام المرضى. وفي النهاية أغلقت الشركة المشروع.
بناء خلية مقاومة لفيروس نقص المناعة البشرية

في عام 2004، بعد سنوات قليلة من انتقالنا إلى جامعة بنسلفانيا، جاء إندو لزيارة مختبرنا الجديد واقترح إجراء تجربة ثانية. كان صاحب العمل الجديد، Sangamo BioSciences، قد طور قبل وقت قصير طريقة لقطع خيوط الحمض النووي للجينات في مواقع مختارة بعناية. تختلف هذه الطريقة بشكل أساسي عن الأساليب الأخرى وهي أكثر فعالية منها، لأنها تتيح لك التركيز على تسلسل جيني معين وتحريره. حتى ذلك الحين، لم يكن لدى الباحثين طريقة جيدة لتحديد الجينات أو أجزاء الجينات التي كانت تتغير.

الطريقة التي طورتها شركة سانغمو، والتي تحدث عنها أندو، تعتمد على نوعين من البروتينات التي تجعل من الممكن حذف جزء من الجين الموجود بالفعل في مكانه في الحمض النووي. النوع الأول هو بروتينات "إصبع الزنك"، وهي جزيئات بروتينية توجد بشكل طبيعي في الخلايا وترتبط بالحمض النووي أثناء نسخ الجينات. النسخ هو العملية التي يتم خلالها تحويل المعلومات الموجودة في جزيء الحمض النووي إلى جزيء الحمض النووي الريبي (RNA) اللازم لبناء البروتين الذي يشفره الجين. ينتج البشر حوالي 2,500 بروتين مختلف من إصبع الزنك، ويرتبط كل منها بتسلسل مختلف ومحدد من النيوكليوتيدات في جزيء الحمض النووي.

لقد عمل العلماء لسنوات لإيجاد طريقة لتصميم وإنتاج بروتينات إصبع الزنك الاصطناعية التي يمكن أن ترتبط بأي تسلسل DNA مرغوب، مثل جزء من جين CCR5. اقترح أندو أن تقوم شركة Sangmo بإنتاج مقص مُكيَّف لقطع الحمض النووي. في الخطوة الأولى، ستنتج بروتينات إصبع الزنك التي ستلتصق بكلا طرفي التسلسل الذي نريد حذفه، وبعد ذلك سيربط علماء الشركة بكل من هذه البروتينات بروتينًا ثانيًا - وهو إنزيم يسمى نوكلياز، قادر على قطع الحمض النووي فروع. سيحدد جزء إصبع الزنك من السوار منطقة الحمض النووي التي يجب قطعها، وسيقوم النوكليز بهذه المهمة. ومن خلال تطوير الأزواج الصحيحة من أصابع الزنك، سيكون سانجمو قادرًا على استهداف منطقة معينة من جين CCR5 التي نهتم بها دون الإضرار بالجينات الأخرى عن طريق الخطأ.

بعد أن تقطع نوكلياز إصبع الزنك قطعة الحمض النووي المطلوبة، ستبدأ آلية الإصلاح الذاتي للخلية في العمل. ستعمل الآلية على اكتشاف القطع في الحمض النووي وربط الأطراف المكسورة أثناء إزالة أو إضافة عدد قليل من النيوكليوتيدات. ومن ثم فإن آلية الإصلاح نفسها ستضمن عدم قدرة الجين المعدل على إنتاج نسخة نشطة من CCR5.

بعد أن انتهى إندو من تقديم اقتراحه وغادر المختبر، التفت أحدنا (جون، الذي عادة ما يكون متفائلًا جدًا) إلى زميله وقال: "نعم، بالتأكيد، كما لو كان الأمر سينجح!" ولكن الأمر كان يستحق المحاولة. بصرف النظر عن كونه انتقائيًا للغاية في حذف الجزء الموجود في الجين CCR5، فقد جذب نظام إصبع الزنك انتباهنا لأن هذه البروتينات تحتاج إلى وقت عمل قصير ولا تترك أي آثار خلفها في الخلية.

المريض من برلين يبعث الآمال

وعندما انتشرت الأخبار عن العلاج الناجح على ما يبدو للمريض من برلين، حصلنا بالفعل على الموافقات من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) والمعاهد الوطنية الأمريكية للصحة (NIH) لبدء دراسات السلامة على البشر. زادت هذه الأخبار ثقتنا في أن إجراء عملية نقل دم تحتوي على خلايا تائية ذات جينات متحولة لـ CCR5 من شأنه أن يلحق ضررًا كبيرًا بفيروس نقص المناعة البشرية في أجسام المرضى، خاصة وأن العلاج التجريبي الذي أبلغ عنه جيرو هوتر وزملاؤه من برلين كان بمثابة تجربة يمكن إجراؤها. ربما مرة واحدة فقط في العمر. أحد مرضاهم، الذي تم تشخيص إصابته بفيروس نقص المناعة البشرية منذ أكثر من عشر سنوات واستجاب بشكل جيد للعلاج بالأدوية المضادة للفيروسات، كان يعاني أيضًا من سرطان الدم النخاعي، بغض النظر عن فيروس نقص المناعة البشرية. وخضع للعلاج الكيميائي، لكن السرطان انتكس. كانت الطريقة الوحيدة لإنقاذ حياته هي زرع نخاع العظم، وهي عملية يتم من خلالها استعادة الجهاز المناعي بأكمله لشخص واحد (بما في ذلك جميع الخلايا التائية) في جسم شخص آخر.

بدأ هوتر بالتنقيب في قواعد البيانات الأوروبية بحثًا عن متبرعين محتملين لنخاع العظم تتطابق خصائصهم مع مستضدات الكريات البيض البشرية (HLA) لدى مريضه. وهي مجموعة من البروتينات التي يميز بها الجهاز المناعي بين أنسجة جسمه وأنسجة كائن آخر. تعتبر مطابقة HLA بين المزروع والمتبرع ضرورية لمنع الخلايا المزروعة من رؤية الجسم الجديد كجسم غريب ومهاجمته (الحالة التي يرفض فيها الكسب غير المشروع المضيف، GVHD) ولمنع رفض الكسب غير المشروع من قبل المكونات المتبقية من الجهاز المناعي السابق للمريض.

لكن هوتر لم يكن راضيا عن ذلك. كان يأمل في العثور على متبرع لديه علامات HLA متطابقة والذي سيحمل أيضًا نسختين من طفرة CCR5-Delta32. قد تؤدي عملية زرع نخاع العظم من هذا المتبرع إلى تزويد متلقي عملية الزرع، وهو حامل فيروس نقص المناعة البشرية، بنظام مناعي جديد سيكون مقاومًا للفيروس الذي يبقى في جسمه.
ومن المثير للدهشة أنه بعد أن بحث هوتر في قواعد البيانات وفحص جينات أكثر من 60 متبرعًا محتملاً، وجد مرشحًا مناسبًا. (كان البحث معقدًا لأن منطقة HLA في الجينوم تختلف كثيرًا من شخص لآخر ولأن جينات HLA غير موجودة على الكروموسوم حيث يوجد الجين CCR5). كان هوتر والمريض محظوظين لأن عددًا قليلًا جدًا من الأشخاص يحملون الجين CCR5. طفرة في كلا النسختين من الحمض النووي الخاص بهم. وقد لعب الحظ معهم أيضًا لأن نموذج HLA الخاص بالمريض من برلين كان نموذجًا شائعًا جدًا. (لتوضيح مدى ندرة هذا المزيج، دعونا نتذكر أن الباحثين في جميع أنحاء العالم حاولوا تكرار التجربة الألمانية، لكنهم لم يعثروا حتى الآن على متبرعين اثنين لديهما مزيج من علامات HLA وطفرات CCRXNUMX المناسبة).

في النهاية، احتاج المريض من برلين إلى عمليتي زرع نخاع عظمي من متبرع لعلاج سرطان الدم. ومع ذلك، وبعد مرور أكثر من خمس سنوات على عمليات الزرع، والتي لم يتلق خلالها أي علاج بالأدوية المضادة للفيروسات القهقرية على الإطلاق، لم يجد الأطباء أي علامة على وجود فيروس نقص المناعة البشرية في دمه أو الكبد أو الأمعاء أو الدماغ أو الليمفاوية أو البلازما، حتى باستخدام الطرق الجزيئية الأكثر حساسية. لا أحد يعرف ما إذا كان فيروس نقص المناعة البشرية قد تم القضاء عليه بالفعل من كل أنسجة في جسم المريض من برلين ووصل إلى حالة "الشفاء المعقم" لأن فيروس نقص المناعة البشرية يدخل جيناته في كروموسومات الخلايا المختلفة حيث يمكنه الانتظار في حالة سبات لسنوات [انظر: هل يمكن علاج الإيدز؟، مجلة ساينتفيك أمريكان إسرائيل، فبراير 2009]. ومن غير المعروف أيضًا ما إذا كانت هناك حاجة لتدمير جميع الفيروسات الموجودة في جسده تمامًا لأن جهاز المناعة لديه الآن قادر على القضاء على أي تفشي آخر لها - وهي حالة من "الشفاء فعليًا". على أية حال، لم يعد المريض بحاجة إلى الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية وأصبح خاليًا من أي فيروس يمكن اكتشافه. (لكن عليه بالطبع تناول الدواء للحفاظ على نخاع العظم المزروع).

ومن المؤسف أن التجربة الألمانية قد تظل المثال الوحيد للشفاء من فيروس نقص المناعة البشرية لسنوات عديدة. ليس فقط أن المزيج المناسب من HLA والطفرات الجينية بين المتبرع والمزروع هو مزيج نادر للغاية، ولكن أيضًا هذا النهج الخاص مكلف للغاية أيضًا (في مستشفانا تكلف عملية زرع نخاع العظم 250,000 ألف دولار على الأقل) وتتطلب علاجًا كيميائيًا قويًا. ، عملية زرع نخاع العظم الخطيرة والاعتماد مدى الحياة على الأدوية المضادة للرفض. في الواقع، استبدل المريض من برلين مجموعة من المشاكل، حاملي فيروس نقص المناعة البشرية (وسرطان الدم)، بمجموعة أخرى من المشاكل، التي يتميز بها مرضى زراعة الأعضاء. معظم حاملي الفيروس القادرين على عيش نمط حياة صحي ومنتج إلى حد ما باستخدام الأدوية المضادة لفيروس نقص المناعة البشرية، على الرغم من الآثار الجانبية الكبيرة التي تسببها والنفقات المالية على مدى حياتهم، سوف يترددون قبل إجراء مثل هذه الصفقة التبادلية. من الواضح أن المريض من برلين، الذي كان مصابًا بسرطان الدم القاتل، لم يكن لديه خيار آخر.

على الرغم من أن النتائج التي توصلت إليها برلين شجعتنا، إلا أننا عرفنا أيضًا أنه من الممكن أن يكون إغفال الجين CCR5 في الجهاز المناعي المزروع ليس السبب الوحيد للاختفاء الواضح لفيروس نقص المناعة البشرية من جسم المريض: ربما مجموعة جزيئات فيروس نقص المناعة البشرية الخاملة قد تم القضاء عليه بالفعل خلال السنوات التي تناول فيها الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية، أو ربما لم يبق فيروس نقص المناعة البشرية في جسده بعد تدمير جهازه المناعي أثناء الاستعدادات لعملية الزرع، أو ربما الهجوم الوحيد لـ GVHD الذي هدد حياته بعد أن دمر العلاج أيضًا آخر الخلايا في جسده التي أصيبت بفيروس نقص المناعة البشرية قبل أن يقوم الأطباء بقمع الاستجابة المناعية بالأدوية. (فقط بين التوائم المتطابقة يوجد تطابق كامل لمستضدات الكريات البيضاء البشرية). ومع ذلك، ظل الإغفال في الجين CCR5 هو التفسير الأكثر ترجيحًا لنجاح عملية الزرع، لذلك واصلنا تجاربنا بفارغ الصبر.

التجارب السريرية جارية

ومع ظهور الأخبار من برلين، قامت شركة سانجامو، كما وعدت، بتطوير نظام نوكلياز إصبع الزنك الذي يستهدف نقطة قريبة من تسلسل النوكليوتيدات الـ 32 الرئيسي في جين CCR5. (كان هدفنا هو تعطيل CCR5، لذلك لم يكن من المهم بالنسبة لنا إعادة إنتاج الطفرة الجينية التي تحدث بشكل طبيعي، طالما كان البروتين الناتج غير نشط). بالتعاون مع يلينا بيريز، التي كانت آنذاك زميلة ما بعد الدكتوراه في مختبرنا، لقد أظهرنا أن فيروس نقص المناعة البشرية نفسه يمكن، ومن المفارقات، أن يساعد في عملية إعادة تصميم جهاز المناعة وجعله أكثر مقاومة للفيروس. أظهرت التجارب في مختبرنا أنه حتى لو لم يكن هناك في البداية سوى عدد قليل من الخلايا التائية التي تم تعطيل جينات CCR5 بها باستخدام نوكلياز إصبع الزنك، فإن الخلايا المقاومة قادرة على استعادة تعداد الخلايا التائية وتثبيتها بعد التعرض لفيروس نقص المناعة البشرية. في المقابل، تم تدمير الخلايا التائية التي لم يتم تحريرها وراثيا والتي لا تزال تحتوي على مستقبلات CCR5 بواسطة الفيروس. بمعنى آخر، يقتل فيروس نقص المناعة البشرية الخلايا التائية الضعيفة ويترك في النظام المزيد والمزيد من الخلايا التائية التي تفتقر إلى CCR5، وهي على وجه التحديد الخلايا المقاومة له. وبالتالي يمكن لهذه الخلايا الاستمرار في أداء وظيفتها كخلايا مناعية وحماية الجسم من العدوى.

النتائج الأولية التي تلقيناها في تجربة السلامة على البشر مشجعة أيضًا. في صيف عام 2009، وتحت إشراف بابلو تيباس، الطبيب الذي أجرى تجربتنا في فيلادلفيا، تلقى أول مريض الخلايا التائية المحررة باستخدام CCR5. ومنذ ذلك الحين، قمنا بمعالجة 11 متطوعًا آخرين من حاملي فيروس نقص المناعة البشرية في دراسة مولتها المعاهد الوطنية للصحة. تجري سانجمو أبحاثًا مماثلة على الساحل الغربي للولايات المتحدة. على الرغم من أن تجارب السلامة هذه بطبيعتها لا تهدف إلى اختبار فعالية العلاج، فقد وجدنا في جميع اختبارات الدم التي أجريناها بانتظام زيادة في عدد الخلايا التائية المساعدة. ويشير هذا إلى أن العلاج ربما يحمي الخلايا التائية من الفيروس. بالإضافة إلى ذلك، تم اكتشاف الخلايا التائية المساعدة ذات مستقبلات CCR5 غير الوظيفية في كل من الجهاز اللمفاوي المعوي والدم. (لا يمكن أن تنشأ هذه الخلايا إلا من الخلايا المزروعة التي تم تعديلها باستخدام نوكلياز إصبع الزنك).

والخطوة التالية هي اختبار قدرة الخلايا المناعية المعدلة على محاربة فيروسات نقص المناعة البشرية الموجودة بالفعل في الجسم. نحن نستخدم أسلوبًا شائعًا جدًا، وإن كان مخيفًا جدًا، للقيام بذلك. وتحت إشراف دقيق من الأطباء الباحثين، نخطط للتوقف عن إعطاء متطوعينا الأدوية المضادة لفيروس نقص المناعة البشرية ونرى ما سيحدث لهم. لقد فعلنا ذلك بالفعل مع أحد المرضى في التجربة، والذي يحمل بشكل طبيعي نسخة واحدة من الجين CCR5-Delta32 (مما يمنحه ميزة طبيعية طفيفة). أوقفنا تناول الدواء المضاد للفيروسات لمدة 12 أسبوعًا، وفي النهاية لم نجد أي دليل على وجود الفيروس في دمه أو جهازه اللمفاوي. بقية مرضانا في منتصف فترة ما بعد التسريب والمتابعة وهم على وشك الانتهاء من زياراتهم المختبرية في العام المقبل. ونحن نخطط لتجارب سريرية إضافية لاختبار فعالية هذه الطريقة الجديدة. إذا نجحنا، فإن نهج نوكلياز إصبع الزنك سيكون أرخص بكثير من كل من عملية زرع النخاع العظمي النادرة التي تعاني من نقص CCR5 والعلاج الدوائي المضاد لفيروس نقص المناعة البشرية مدى الحياة.
قبل بضع سنوات فقط، كانت فكرة تطوير علاجات آمنة وفعالة ورخيصة الثمن من شأنها أن توفر السيطرة على مستويات فيروس نقص المناعة البشرية في الجسم على المدى الطويل دون أدوية، رؤية لم يجرؤ سوى القليل على الحلم بها. وحتى لو لم تحقق نوكليازات أصابع الزنك علاجًا كاملاً، فإننا نعتقد أنها أقرب شيء لوقف فيروس نقص المناعة البشرية في الثلاثين عامًا الماضية.

عن المؤلفين
كارل جون هو طبيب وباحث في كلية بيرلمان للطب بجامعة بنسلفانيا، الذي يدرس طرق تعديل الجهاز المناعي وراثيا لجعله أكثر فعالية في مكافحة السرطان وفيروس نقص المناعة البشرية.
بروس ليفين هو عالم مناعة يشارك في أبحاث العلاج بالخلايا والجينات في كلية بيرلمان للطب بجامعة بنسلفانيا، حيث يدير المرفق السريري لإنتاج الخلايا والمكونات.
والمزيد حول هذا الموضوع
إنشاء مقاومة لفيروس نقص المناعة البشرية-1 في خلايا CD4+ T عن طريق تحرير الجينوم باستخدام نوكلياز إصبع الزنك. إيلينا إي. بيريز وآخرون. في التكنولوجيا الحيوية الطبيعة، المجلد. 26، الصفحات 808-816؛ 2008.
السيطرة على فيروس نقص المناعة البشرية على المدى الطويل عن طريق زرع الخلايا الجذعية CCR5 Delta32/Delta32. جيرو هوتر وآخرون. في نيو انغلاند جورنال اوف ميديسين، المجلد. 360، لا. 7، الصفحات 692-698؛ 12 فبراير 2009.
مستقبلات Chemokine 5 استراتيجيات خروج المغلوب. باولا كانون وكارل يونيو في الآراء الحالية حول فيروس نقص المناعة البشرية والإيدز، المجلد. 6، لا. 1، الصفحات 74-79؛ يناير 2011.
الرجل الذي كان مصابًا بفيروس نقص المناعة البشرية والآن لا يعاني منه. تينا روزنبرغ في مجلة نيويورك؛ 29 مايو 2011.
الجمعيات المهنية للعلاجات الخلوية والوراثية:
الجمعية الأمريكية للعلاج الجيني والخلايا (www.asgt.org)؛ الجمعية الدولية للعلاج الخلوي (www.celltherapysociety.org)