Princip genové léčby pacientů nakažených HIV je v zásadě jednoduchý. Vědci odeberou nemocnému krvinky nebo buňky kostní dřeně, vnesou do jejich DNA vybraný gen a opět je vrátí pacientovi. Úspěch závisí na tom, kolik buněk se podaří geneticky upravit, jak účinná je takto navozená odolnost a jak dlouho léčebné buňky v těle přežijí.
Jeden z prvních seriózních pokusů o boj s HIV pomocí genetiky začal již před deseti roky. Američtí a australští vědci upravili myší virus a s jeho pomocí pašovali do buněk pacientů dědičnou instrukci pro syntézu molekuly, která v HIV ničí jeden z jeho genů. Na University of California v Los Angeles už proběhly první zkoušky na desítce pacientů. Po velice nadějných výsledcích začala další etapa zkoušek. Účastní se jí více než 70 nemocných.
Autoři každého takového pokusu řeší otázku, na jaké buňky zacílit. Obvykle dostávají přednost bílé krvinky, které nesou na povrchu bílkovinu s označením CD4. Právě tyto buňky totiž virus napadá. Velkou nevýhodou je, že žijí v těle jen po omezenou dobu a nakonec mizí. Vytratí se tak i léčebný gen. Mnohem výhodnější je cílit na buňky s povrchovou molekulou CD34. Z těch vznikají stále nové a nové buňky s bílkovinou CD4. Při klinických zkouškách lze pak nalézt v krvi pacientů geneticky obrněné buňky ještě tři roky po léčebném zákroku.
AIDS zastaví jeho původce Jeden z nejslibnějších přístupů ke genové terapii AIDS připomíná vyhánění čerta ďáblem. K boji s tímto smrtelným onemocněním se totiž využívá její původce HIV. Virus je zbaven genů, které z něho dělají zabijáka, a místo nich dostává instrukce, jak chránit buňky před jeho nebezpečnými „divokými bratranci“. Vypadá to jako hra s ohněm, ale odborníci jsou přesvědčeni, že geneticky upravený HIV je bezpečnější než podobně vylepšené myší viry. Ty už u několika pacientů léčených genovou terapií vyvolaly leukemii.
Vědci z americké firmy VIRxSYS vybavili zneškodněný virus dědičnou informací, která nedovolí „divokým“ virům vyrobit bílkovinu klíčovou pro tvorbu virového obalu. V laboratoři nejprve nakazili bílé krvinky léčebným virem a tyto buňky vydali na pospas „divokým“ smrtícím virům. Ty pronikly do krvinky, ale nedokázaly ji donutit k výrobě nových „divokých“ virů.
V roce 2003 tento postup otestovali na pěti pacientech. Jednomu z nich už po první dávce krvinek dramaticky ubylo v těle „divokého“ HIV. Po roce přišlo další překvapení. Podle předpokladu vědců měly „obrněné“ krvinky poměrně rychle zmizet. Buňky však stále ještě kolovaly pacientům krví.
Nyní plánuje firma VIRxSYS hned několik pokusů, při kterých by pacienti dostávali opakované infuze „obrněných“ bílých krvinek. V některých studiích se dokonce počítá i s tím, že dobrovolníci přestanou užívat léky tlumící množení HIV.
K optimismu svádí vědce zjištění, že „divoký“ virus napomáhá k šíření svého geneticky upraveného protějšku. Virus z laboratoře genetiků je odsouzen zůstat v krvince, protože si neumí vyrobit bílkovinný obal.
V těle pacientů mu „divoké“ viry půjčí své obalové bílkoviny, a ještě mu pomohou se do nich zahalit. Ochranný virus se tak může v těle pacienta množit, uniknout z buňky, do které jej vědci vnesli, a pronikat do dalších krvinek, které tak chrání před „divokými“ viry.
Výhodná porucha genu Další trik, který by měl pacientům pomoci, je inspirován přírodou. V roce 1996 odhalili vědci dědičnou dispozici, která zajišťuje svým nositelům velmi solidní ochranu před HIV. Lidem s poškozeným genem CCR5 chybí na povrchu bílých krvinek jedna z molekul, kterou virus využívá jako kotviště. Do takových buněk se nedokáže vloupat.
Kalifornská společnost Sangamo BioSciences vyvinula zvláštní molekulární nůžky. Najdou v dědičné informaci gen CCR5 a zcela cíleně jej poškodí. Z normálních krvinek, které jsou virem zranitelné, se tak stávají stejní „nezmaři“, jací kolují v žilách odolných šťastlivců.
Vědci plánují použít molekulární nůžky na poškození genu CCR5 v buňkách kostní dřeně, ze kterých se neustále obnovuje zásoba bílých krvinek. Navíc chtějí těmto geneticky upraveným buňkám „udělat místo“ v těle pacienta tím, že mu jeho vlastní kostní dřeň částečně poničí chemoterapeutiky. Nemocní by pak měli celkem dobré vyhlídky i v případě, že se jim na začátku léčby uchytí v kostní dřeni jen málo „obrněných“ buněk.
Původní buňky vnímavé k viru postupně vyhynou. Naopak, odolné buňky začnou i pod náporem viru prosperovat a posílí imunitní obranu pacientů. Ti pak nebudou tak náchylní k infekcím.
Vědci už připravují geneticky upravený HIV, který by měl chránit pacienty hned třemi různými způsoby. Ponese gen pro molekulární nůžky stříhající gen CCR5 a spolu s ním i gen bránící kopírování dědičné informace „divokých“ virů. Poslední z tria zbraní tohoto léčebného viru představuje gen, podle něhož buňka vyrobí vadnou virovou bílkovinu. Pokud ji „divoký“ virus použije jako součástku pro kompletaci nového viru, vznikne „zmetek“ neschopný dalšího množení. Vědci doufají, že proti tak mnohostranné zbrani si „divoké“ viry HIV odolnost nevyvinou. Pomůže „superprotilátka“?
Slavný americký genetik David Baltimore vsází na postup, při kterém chce naučit imunitní systém, aby se viru aktivně bránil sám. Vědec učí lidské tělo vyrábět protilátky, které virus zničí.
Mnoho vědců už přestalo protilátkám při léčbě AIDS věřit. Virus vyvolávající tuto nemoc se bleskově mění a protilátky velmi rychle ztrácejí na účinnosti. Baltimore vyvíjí ve spolupráci s imunoložkou Pamelou Björkmanovou „superprotilátku“, která by ničila virus s podstatně větší spolehlivostí i razancí než jakákoli protilátka vznikající přirozeně v lidském těle.
Gen pro tuto protilátku chtějí vědci vnést pomocí geneticky upraveného HIV do buněk kostní dřeně. Z těch by pak pacientovo tělo vyrábělo bílé krvinky, jež mají produkci protilátek běžně v popisu práce.
Ambiciózní projekt se potýká s celou řadou problémů. Vědci musí například donutit buňky kostní dřeně, aby při proměně na bílou krvinku udržely gen pro „superprotilátku“ v činnosti. To není jednoduché, protože gen má silnou tendenci ukládat se v krvinkách ke spánku.
Výzkum financovaný Nadací Billa a Melindy Gatesových musí navíc splňovat podmínku, která ostatní týmy až tolik netrápí. Vyvinutá léčba musí být tak levná, aby se bez velkých potíží prosadila také v chudých zemích třetího světa.
Proto zkouší Baltimore i silně zjednodušený postup. Plánuje, že by se genetiky odzbrojený virus s genem pro „superprotilátku“ podával nakaženým lidem přímo v injekci. Doufá, že si virus najde cestičku do buněk kostní dřeně a zajistí tak tvorbu bílých krvinek schopných bojovat s „divokým“ virem.
Přinese genová terapie konečné řešení problému AIDS? Za tábor optimistů promluvil ve vědeckém časopise Nature americký imunolog Carl June z University of Pennsylvania. „Díky genové terapii máme šanci udržet krok s narůstající odolností viru HIV proti lékům,“ řekl June. „Bohužel, bude to ještě nějakou dobu trvat.“
***
Jeden z přístupů ke genové terapii AIDS připomíná vyhánění čerta ďáblem
Tři esa proti AIDS
Nákaza virem HIV znamená pro pacienta v drtivé většině neodvratný konec, kterému předchází rozvrat imunitní obrany. Léky mohou celý proces výrazně zpomalit, ale jsou drahé a mají řadu nežádoucích vedlejších účinků a virus k nim rychle získává odolnost. Mnozí vědci vkládají velké naděje do genové terapie.
Lidem s poškozeným genem CCR5 chybí na povrchu bílých krvinek jedna z molekul, takže do nich HIV nemůže proniknout. Vědci vyvinuli zvláštní molekulární nůžky, které gen CCR5 zcela cíleně poškodí. Molekulární nůžky tvoří tři bílkovinové spirálky, tzv. zinkové prsty. Každý rozezná tři písmena genetického kódu. „Prsty“ tak sednou na danou kombinaci devíti písmen, což je dost, aby dosedly na přesně určené místo. Enzym pak „stříhne“ DNA, a poškodí tím gen CCR5.
Novou zbraní v boji s HIV se má stát genetické lego ze tří kostek
1
dodaná chybná bílkovina
„zmetek“ neschopný dalšího množení
Vědci vytvořili gen, podle něhož buňka vyrobí vadnou virovou bílkovinu. Pokud HIV použije chybnou bílkovinu pro kompletaci nového viru, vznikne „zmetek“ neschopný dalšího množení.
2
vložené geny
odstraněné geny
HIV je zbaven genů, které mu dodávají vlastnosti zabijáka. Na jejich místo vloží vědci instrukce pro ochranu buněk před geneticky neupraveným HIV.
3
enzym
molekulární nůžky
zinkové prsty
CCR5
dvojitá šroubovice lidské DNA z dvou řetězců nukleotidů (
virus HIV
ŠIMON / LN
