HIV: Heilung in naher Ferne?

19. August 2014
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Nach drei Jahrzehnten der Symptombehandlung ist nun erstmals der Versuch gelungen, infizierte Zellen komplett vom HI-Virus zu befreien. Ließe sich dieser Ansatz von der Zellkultur auf den Patienten übertragen, könnte die Heilung von HIV-Infizierten in greifbare Nähe rücken.

Bereits vor etwa 30 Jahren wurde der HI-Virus entdeckt – und trotzdem stellt AIDS immer noch eines der größten Gesundheitsprobleme mit weltweit mehr als 35,3 Millionen Erkrankten dar. Hauptsächlich betroffen sind die Menschen, die in Afrika südlich der Sahara leben. Doch auch in Deutschland sind etwa 78.000 Menschen mit dem HI-Virus infiziert. Obwohl Betroffene in westlichen Ländern bei frühem Therapiebeginn gute Chancen auf ein langes Leben haben, ist eine Heilung der Krankheit noch nicht gelungen. Denn das HI-Virus ist tückisch: Es kann sich im Erbgut seines Wirts lange Zeit verstecken und so medikamentösen Therapien und Angriffen des Immunsystems entgehen.

Virus lange Zeit versteckt

Stellt man sich das HI-Virus vor, denkt man an ein kugelförmiges Gebilde mit vielen kleinen Rezeptoren auf der Oberfläche. Das ist auch völlig korrekt, spiegelt aber nicht den gesamten Lebenszyklus des Virus wider. Denn lange Zeit besteht der Erreger ausschließlich aus DNA, die sich unauffällig im Genom des Wirtes platziert hat. Selbst wenn im Körper keine HIV-Partikel nachweisbar sind, gehen Wissenschaftler davon aus, dass Millionen von Zellen Kopien der Virus-DNA in sich tragen. Daher können bis heute nur die Symptome der Infektion behandelt werden, nicht aber ihre Ursache.

Molekulare Präzisionsschere

Das könnte sich möglicherweise ändern, denn Wissenschaftlern ist es nun erstmals gelungen, das Virus präzise aus dem Erbgut menschlicher Zellen herauszuschneiden. Für ihren Versuch benutzten sie eine Kultur aus myeloiden Zellen, denn die Nervenzellen gelten als beliebtes Reservoir für HIV. Um die virale DNA aus dem Genom der Zellen auszuschneiden, setzten die Forscher ein molekulares Präzisionswerkzeug mit Namen CRISPR-Cas9 ein. Die erst im Jahr 2012 publizierte Technik basiert auf einem Protein, mit dem sich Bakterien gegen Angriffe fremder Organismen verteidigen. Dieses adaptive bakterielle Abwehrsystem haben Wissenschaftler nun zu einem molekularbiologischen Präzisionsskalpell für eukaryotische Zellen umfunktioniert.

Die Nadel im Heuhaufen präzise aufspüren

Cas9 arbeitet wie eine molekulare Schere, die die DNA des HI-Virus gezielt aus den menschlichen Chromosomen herausschneidet und so verhindert, dass mehr Viren gebildet werden. Als „sehr spezifisch und effizient“ beschreiben die Wissenschaftler die Arbeit von Cas9. „Wir haben die Zellen, die das Virus in sich trugen, in komplett virusfreie Zellen umwandeln können“, so Studienleiter Prof. Dr. Kamel Kihalili von der Temple University in Philadelphia, USA. Die große Herausforderung dabei ist, dass Cas9 die Virus-DNA zunächst sicher finden muss – und das ist im etwa drei Milliarden Basenpaar großen, menschlichen Genom gar nicht so einfach, wenn man bedenkt, dass das HI-Virus nur 9.181 Basenpaare umfasst. Übersieht Cas9 virale DNA, kann das genauso schwerwiegende Folgen haben, wie wenn es an Stellen schneidet, die gar keine virale DNA enthalten. Denn daraus können Krebs oder andere negative Folgen resultieren.

Guide-RNA weist Cas9 den Weg

Um diese Risiken zu minimieren, haben die Wissenschaftler das sogenannte CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) -Cas9-System mit einer Guide-RNA (gRNA) versehen. Diese bindet an bestimmte DNA-Abschnitte, die ausschließlich in der viralen DNA vorkommen und führt damit die molekulare Schere sicher zum Ziel.

Zur Sicherheit haben die Wissenschaftler das Genom der Nervenzellen daraufhin untersucht, ob Cas9 vielleicht auch andere Stellen ohne virale DNA geschnitten hat. Doch sie konnten dem Enzym keinen einzigen Fehlschnitt nachweisen. In der Zellkultur funktionierte die Heilung von HIV also einwandfrei und brachte sogar einen äußerst nützlichen Nebeneffekt mit sich: Gesunde Zellen, die den Cas9/gRNA-Komplex beinhalteten, waren im Laborversuch immun gegen eine HIV-Infektion. „Das System könnte also auch als Impfung gegen HIV Anwendung finden“, so Kihalili.

Von der Zellkultur im Labor bis zur Anwendung an Patienten ist es freilich noch ein langer Weg. Das ist auch den Wissenschaftlern bewusst: „Das System hat Potential, aber es ist eine große Herausforderung, diese molekulare Präzisionswerkzeug in jede Zelle des Körper zu bekommen“, so Kihalili. Das HI-Virus ist außerdem anfällig für Mutationen. Daher müsste die gRNA zuvor für jeden Patienten neu bestimmt werden. „Wir hoffen, dass das System im menschlichen Körper genauso gut funktioniert wie in der Zellkultur.“ Wenn dem so ist, würde die Heilung von HIV nach mehr als drei Jahrzehnten erstmals in greifbare Nähe rücken.

113 Wertungen (4.53 ø)
Forschung, Medizin

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15 Kommentare:

Klaus Samer
Klaus Samer

Zum Einen wenn sich Immunzellen schneller teilen sollten als das Virus wie kommt es dann zu einem signifikanten absinken der CD4 Zellen, deren Zahl auch gleichzeitig zur Bestimmung des Anschlagens einer HIV Therapie mit herangezogen wird ?
Zum Anderen der Gedanke man könne HIV durch Flutung des ganzen Körpers mit CRISPR-Cas heilen hat zwar was , es sollte aber erstmal nachhaltig gezeigt werden das dies a.)zu den gewünschten Ergbenissen führt und b.) für die Patienten über ihre ganze Lebenszeit keine Nebenwirkungen zeitigt. Von beidem bin ich derzeit noch nicht wirklich überzeugt. Einerseits integriert sich HIV – wenn ich mich recht entsinne – in eine Vielzahl unterschiedlicher Zellen, ich meine da wären u.a. auch Makrophagen dabei, wovon einige auch mal gerne vorübergehend nicht erreichbar sind weil sie z.B. ins Gewebe verschwinden und andererseits ist eine systemische Therpie sicherlich etwas anderes als das rumschnippeln an einzelnen Zellen.

Das läßt mich vermuten das die Therapie wahrscheinlich zunächst einmal – wenn überhaupt – für AIDS Patienten eingesetzt wird denen mit herkömmlichen Medikamenten nicht mehr zu helfen ist.

#15 |
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Ärztin

http://m.pnas.org/content/early/2014/07/17/1405186111.abstract
klicken auf Link im Text: Wissenschaftlern ist es nun…

#14 |
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Noch ein Hinweis am Rande:
Myeloische (oder myeloide) Zellen sind keine Nervenzellen, sondern Vorläuferzellen des hämatopoetischen System.

#13 |
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Bene
Bene

http://www.stern.de/gesundheit/aids-forschung-forscher-saeubern-zellen-vom-aidsvirus-592039.html

Das sagten sie bereits 2007! Die Frage ist aber, warum so langwierige klinische Studien? Sollte das nicht schneller gehen bei einer potenziell tödlichen Krankheit?
Wie viel Geld gehen überhaupt den Pharmakonzernen verloren wenn sie Ihre besten Stammkunden verlieren durch eine Heilung und Ausrottung von HIV???

#12 |
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Gast
Gast

Es wird hier berichtet, dass es “Wissenschaftlern erstmals gelungen sei, das Virus präzise aus dem Erbgut menschlicher Zellen herauszuschneiden“.

Tatsächlich stimmt das nicht!

Das präzise Herausschneiden von HIV-1 aus infizierten menschlichen Zellen wurde bereits 2007 veröffentlicht (Sarkar et al. 2007 Science 316:1912; link: http://www.sciencemag.org/content/316/5833/1912.long). Die Autoren verwendeten dazu ebenfalls eine sogenannte Designer-Nuklease (Tre-Recombinase) die HIV aus dem menschlichen Erbgut hochpräzise herausschneidet (tatsächlich präziser und quantitativer als in der aktuellen Studie, wo das CRISPR/cas-System verwendet wurde). Zudem konnte die „Heilung“ der HIV-Infektion durch Tre-Recombinase bereits in vivo, d.h. in einem Tier-Modell, gezeigt werden (Hauber et al. 2013 PLOS pathogens 9:e1003587; link: http://www.plospathogens.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.ppat.1003587).

In der hier in DocCheck vorgestellten Arbeit (Hu et al. 2014 PNAS 111:11461; link: http://www.pnas.org/content/111/31/11461.long) verzichten die Autoren darauf, diese früheren ausführlicheren Arbeiten zu zitieren. Dies ist wissenschaftlich nicht korrekt und unseriös. Gründe dafür kann sich jeder denken!

#11 |
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Dipl. Biol. Thorsten Walter
Dipl. Biol. Thorsten Walter

HIV-Entdecker und Nobelpreisträger Luc Montagnier sagte 2009 in einem Interview einer Filmdokumentation, dass ein starkes Immunsystem sehr wohl in der Lage sei, das HI-Virus dauerhaft zu eliminieren:
http://www.youtube.com/watch?v=tKyIBYKoT20

Das komplette Interview: http://www.youtube.com/watch?v=PyPq-waF-h4

Erstaunlicherweise sind alle bisherigen Therapien darauf ausgerichtet, Immunzellen zu zerstören, anstatt das Immunsystem zu stärken. Bereits in den 80er Jahren konnte gezeigt werden, dass sich Immunzellen viel schneller teilen als sich das Virus vermehrt, so dass eine Infektion aller Immunzellen gar nicht möglich ist.

#10 |
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Nichtmedizinische Berufe

Lieber Herr Dr. Hülsenbeck,

vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit, der Fehler wurde korrigiert.

Viele Grüße

Ihr DocCheck News Team

#9 |
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Dr. rer. nat. Johannes Hülsenbeck
Dr. rer. nat. Johannes Hülsenbeck

Bitte um eine kleine Korrektur: Das menschliche Genom ist mitnichten 3 Millionen, sondern 3 Milliarden bp groß!

#8 |
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Gast
Gast

–> ähnl. Ansatz:

PLoS Pathog. 2013;9(9):e1003587. doi: 10.1371/journal.ppat.1003587. Epub 2013 Sep 26.
Highly significant antiviral activity of HIV-1 LTR-specific tre-recombinase in humanized mice.
Hauber I1, Hofmann-Sieber H, Chemnitz J, Dubrau D, Chusainow J, Stucka R, Hartjen P, Schambach A, Ziegler P, Hackmann K, Schröck E, Schumacher U, Lindner C, Grundhoff A, Baum C, Manz MG, Buchholz F, Hauber J.

PLoS One. 2012;7(2):e31576. doi: 10.1371/journal.pone.0031576. Epub 2012 Feb 13.
Excision of HIV-1 proviral DNA by recombinant cell permeable tre-recombinase.
Mariyanna L1, Priyadarshini P, Hofmann-Sieber H, Krepstakies M, Walz N, Grundhoff A, Buchholz F, Hildt E, Hauber J.

Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Aug 5;111(31):11461-6. doi: 10.1073/pnas.1405186111. Epub 2014 Jul 21.
RNA-directed gene editing specifically eradicates latent and prevents new HIV-1 infection.
Hu W1, Kaminski R2, Yang F2, Zhang Y2, Cosentino L2, Li F2, Luo B3, Alvarez-Carbonell D4, Garcia-Mesa Y4, Karn J4, Mo X5, Khalili K1.

#7 |
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Liebe Leute,
HIV ist keine Krankheit sondern eine Infektion. Eine Krankheit ist es dann, wenn man entsprechende Symptome auftreten(opportunistische Erkrankungen als Folege davon) und es heißt dann als Folge von AIDS. Ich denke 30 Jahre reichen genug um das Heute zu wissen oder?
Dr. med Jean Michalla

#6 |
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Birgit Wiegand
Birgit Wiegand

Dann besteht ja auch Hoffnung gegen Herpes ;-)

#5 |
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Andrea Lazaridis
Andrea Lazaridis

Ich finde die wissenschaftliche Veröffentlichung des HI-Virus nicht. Kann mir jemand den Link für das Paper nennen?

#4 |
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Hoffnung
Hoffnung

ich hoffe es so sehr ,ich weiß mein Ergebnis seit 3 Jahren , und trotzdem das es mir dank der guten medizien gut geht , bin ich voller Verzweiflung , das wäre ein Erfolg und Gewinn für alle Menschen die betroffen sind !

#3 |
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Dr. med. Reinhard von Kietzell
Dr. med. Reinhard von Kietzell

Könnte man dieses Prinzip auch auf andere Erkrankungen anwenden, die mit Genomveränderungen einhergehen, z.B. bestimmte Krebsformen?

#2 |
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Gast
Gast

Das hört sich ja wirklich gut an,auch wenn ich nicht alles verstehe.Wünsche mir auf jeden Fall nichts mehr als das es endlich ein Heilmittel gibt. Kann diese Tabletten bald nicht mehr sehen bzw schlucken.
Wünsche weiter viel Erfolg, Jens

#1 |
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