Исследователи рассчитали необходимое количество стволовых клеток для излечения ВИЧ
Американские ученые сообщили, что им удалось определить оптимальные условия для трансплантации стволовых клеток, которые способны контролировать ВИЧ без необходимости ежедневного приема таблеток. Правильно подобранный баланс между дозой стволовых клеток и продолжительностью антиретровирусной терапии (АРТ) потенциально может привести к спонтанному излечению от ВИЧ.
На сегодняшний день известны лишь два случая излечения от ВИЧ: у Берлинского и Лондонского пациентов. Им обоим была проведена трансплантация донорских стволовых клеток (СК), у которых отсутствовал ген CCR5, ответственный за взаимодействие с ВИЧ.
«Основным препятствием на пути к искоренению ВИЧ является скрытый источник долгоживущих инфицированных клеток. Стратегии лечения направлены на устранение всех инфицированных клеток или постоянное предупреждение реактивации вируса из латентной стадии», — объясняет первый автор Э. Фабиан Кардозо-Охеда (E. Fabian Cardozo-Ojeda), старший научный сотрудник Отделения вакцин и инфекционных заболеваний Центра исследования рака им. Фреда Хатчинсона, Сиэтл, США. «Мы хотели воссоздать методы лечения пациентов из Берлина и Лондона, но с меньшей токсичностью».
В своём новом исследовании, результаты которого были опубликованы в eLife, команда стремилась усовершенствовать существующую методику лечения, которая заключается в получении у пациента стволовых клеток костного мозга, удалении гена CCR5, и последующей трансплантации СК обратно пациенту. Данная технология проходит ранние клинические испытания на людях с ВИЧ.
Однако до сих пор неизвестна минимальная доза генетически отредактированных стволовых клеток, необходимая для долгосрочной ремиссии или излечения, продемонстрированных в случае с пациентами из Берлина и Лондона.
Чтобы решить эту задачу исследователи разработали многоступенчатую математическую модель для изучения динамики изменений уровня остаточных и трансплантированных стволовых клеток, вирусной нагрузки ВИЧ (количества вируса в крови) и того, как на них влияют сроки отмены АРТ. Модель была основана на полученных ранее данных о 22 обезьянах с обезьяньим вирусом иммунодефицита, которым была проведена трансплантация стволовых клеток с отредактированным геном CCR5 и СК без редактирования. Через год у части животных была прекращена антиретровирусная терапия.
Динамика иммунных клеток и вирусная нагрузка у разных животных различались, но общим было то, что вирусная нагрузка после отмены АРТ была выше у животных, которым была проведена трансплантация СК по сравнению теми, кто не проходил лечения. Это говорит о том, что трансплантация стволовых клеток может снизить реакцию иммунной системы на ВИЧ. Команда предположила, что иммунитет может быть восстановлен, если в трансплантированных стволовых клетках удалить ген CCR5.
Для подтверждения этой теории, учёные создали модель расчета условий, необходимых для достижения контроля над вирусом после отмены АРТ. Они обнаружили два важных условия: первое – доза трансплантируемых стволовых клеток должна, по крайней мере, в пять раз превышать количество остаточных стволовых клеток. Второе – количество стволовых клеток с отредактированным геном CCR5 должно быть не менее 76-94% от общей популяции трансплантируемых СК.
«Наша модель предсказывает, что вирусный контроль возможен после трансплантации аутологичных стволовых клеток с отредактированными генами, если достаточное количество генетически-модифицированных стволовых клеток будет циркулировать в крови до прекращения АРТ», — заключает старший автор Джошуа Т. Шиффер (Joshua T. Schiffer), доцент Отделения вакцин и инфекционных заболеваний Центра исследования рака им. Фреда Хатчинсона. «Результаты демонстрируют возможности математических моделей в оптимизации стратегий лечения ВИЧ».
