La thérapie d’édition génétique visant deux cibles – le VIH-1, le virus qui cause le SIDA, et le CCR5, le co-récepteur qui aide le virus à pénétrer dans les cellules – peut éliminer efficacement l’infection par le VIH, selon une nouvelle recherche de la Lewis Katz School of Spectacles de médecine à l’Université Temple et au centre médical de l’Université du Nebraska (UNMC). L’étude, publiée en ligne dans la revue The Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS), est le premier à combiner une double stratégie d’édition de gènes avec des médicaments antirétroviraux pour guérir les animaux du VIH-1.
« L’idée de combiner l’excision de l’ADN du VIH-1 avec l’inactivation du CCR5 à l’aide de la technologie d’édition de gènes s’appuie sur les observations de guérisons rapportées chez les patients humains atteints du VIH », a déclaré Kamel Khalili, PhD, professeur Laura H. Carnell et président du département de microbiologie, d’immunologie et d’inflammation, directeur du Centre de neurovirologie et d’édition de gènes et directeur du Comprehensive NeuroAIDS Center de la Lewis Katz School of Medicine. « Dans les rares cas de guérison du VIH chez l’homme, les patients ont subi une greffe de moelle osseuse pour une leucémie, et les cellules du donneur utilisées portaient des mutations inactivatrices du CCR5. »
Le Dr Khalili et Howard E. Gendelman, MD, professeur et directeur du Département de pharmacologie et de neuroscience expérientielle à l’UNMC, étaient les chercheurs principaux de la nouvelle étude. Les deux chercheurs collaborent depuis longtemps et ont stratégiquement combiné leurs forces de recherche pour trouver un remède contre le VIH.
« Nous sommes de véritables partenaires, et ce que nous avons réalisé ici est vraiment spectaculaire », a déclaré le Dr Gendelman. « L’équipe du Dr Khalili a généré les constructions essentielles d’édition de gènes, et nous avons ensuite appliqué ces constructions dans notre modèle de souris LASER-ART au Nebraska, en déterminant quand administrer la thérapie d’édition de gènes et en effectuant des analyses pour maximiser l’excision du VIH-1, CCR5 l’inactivation et la suppression de la croissance virale. »
Dans des travaux antérieurs, les Drs. Khalili et Gendelman et leurs équipes respectives ont montré que le VIH peut être supprimé des génomes de souris vivantes et humanisées infectées par le VIH, conduisant à une guérison chez certains animaux. Pour cette recherche, le Dr Khalili et le co-chercheur, Rafal Kaminski, PhD, professeur adjoint au Centre de neurovirologie et d’édition de gènes de la Katz School of Medicine, ont combiné leur expertise dans la technologie d’édition de gènes CRISPR pour cibler le VIH-1 avec un stratégie thérapeutique connue sous le nom de thérapie antirétrovirale (ART) à libération lente et à action prolongée (LASER) qui a été co-développée par le Dr Gendelman et Benson Edagwa, PhD, professeur adjoint de pharmacologie à l’UNMC. LASER ART maintient la réplication du VIH à de faibles niveaux pendant de longues périodes, ce qui diminue la fréquence d’administration de l’ART.
Bien qu’ils soient capables d’éliminer le VIH chez les souris LASER-ART, les chercheurs ont découvert que le VIH pouvait éventuellement réémerger des réservoirs tissulaires et provoquer une infection par rebond. Cet effet est similaire au rebond de l’infection chez les patients humains qui ont suivi un traitement antirétroviral mais qui arrêtent soudainement ou subissent une interruption du traitement. Le VIH intègre son ADN dans le génome des cellules hôtes, il peut rester dormant dans des réservoirs tissulaires pendant de longues périodes, hors de portée des médicaments antirétroviraux. En conséquence, lorsque l’ART est arrêté, la réplication du VIH se renouvelle, donnant naissance au SIDA.
Pour prévenir l’infection par rebond, le Dr Khalili et ses collègues ont commencé à travailler sur la technologie CRISPR de nouvelle génération pour l’excision du VIH, en développant un nouveau système double visant à éliminer définitivement le VIH du modèle animal. « D’après les histoires de réussite de patients humains atteints du VIH qui ont subi une greffe de moelle osseuse pour une leucémie et qui ont été guéris du VIH, notre hypothèse était que la perte du récepteur du virus, CCR5, est importante pour éliminer définitivement l’infection par le VIH », a-t-il expliqué. Ils ont développé une procédure simple et plus pratique pour l’inactivation de CCR5 qui comprend une inoculation IV de la molécule d’édition de gène CRISPR.
Des expériences sur des souris LASER-ART humanisées menées par l’équipe du Dr Gendelman ont montré que les constructions développées à Temple, lorsqu’elles étaient administrées ensemble, entraînaient la suppression virale, la restauration des lymphocytes T humains et l’élimination de la réplication du VIH-1 chez 58 % des personnes infectées. animaux. Les résultats soutiennent l’idée que le CCR5 joue un rôle clé dans la facilitation de l’infection par le VIH.
L’équipe de Temple prévoit également de tester prochainement la stratégie de double modification génétique chez des primates non humains. Pour ce faire, le Dr Khalili collaborera avec Tricia H. Burdo, PhD, professeure et vice-présidente du département de microbiologie, d’immunologie et d’inflammation de la Katz School of Medicine, experte reconnue dans l’utilisation de modèles de primates non humains. pour étudier le VIH-1, qui était également co-auteur de la nouvelle étude. Le Dr Burdo et son équipe souhaitent comprendre l’implication du CCR5 chez les primates infectés par le SIV. Son laboratoire a précédemment joué un rôle clé dans la recherche démontrant l’efficacité et la sécurité de la technologie basée sur CRISPR pour éliminer l’ADN du VIH des cellules de primates.
La nouvelle stratégie d’édition de gènes CRISPR double est exceptionnellement prometteuse pour le traitement du VIH chez l’homme. « C’est une approche simple et relativement peu coûteuse », a noté le Dr Khalili. « Le type de greffe de moelle osseuse qui a permis des guérisons chez l’homme est réservé aux patients qui souffrent également de leucémie. Il nécessite plusieurs séries de radiations et n’est pas applicable dans les régions aux ressources limitées, où l’infection par le VIH a tendance à être la plus courante.
« Guérir le VIH est une vue d’ensemble », a ajouté le Dr Gendelman. « Grâce à notre collaboration continue, Temple et l’UNMC ont mené des recherches significatives qui pourraient finalement avoir un impact sur la vie de nombreuses personnes. »
En plus de Rafal Kaminski, d’autres chercheurs contribuant à l’étude incluent Prasanta K. Dash, Hang Su, Brady Sillman, Chen Zhang, Sruthi Sravanam, Emiko Waight, Lili Guo, Saumi Mathews, R. Lee Mosley, Larisa Y. Poluektova, Santhi Département de pharmacologie et de neurosciences expérimentales, UNMC ; et Chen Chen, Pietro Mancuso, Shuren Liao, Hong Liu, Rahsan Sariyer, Maurizio Caocci et Shohreh Amini, Département de microbiologie, d’immunologie et d’inflammation, Centre de neurovirologie et d’édition de gènes, École de médecine Lewis Katz de l’Université Temple.
La recherche a été soutenue par les National Institutes of Health, y compris les subventions T32NS105594, 5R01MH121402, 1R01Al158160, R01DA054535, 1041 R01NS126089, R01 AI145542, R01NS36126, R01MH115860, 1R33DA041018 , 1042 et 2R01NS034239 (UNMC), et T32MH079785, P30MH092177 et UM1AI164568 (Lewis École de médecine Katz).
