Eine 3D-Darstellung von HIV. Artem_Egorov/iStock
Das Human Immunodeficiency Virus HIV-Virus ist ein kleines, bescheidenes Virus mit nur 12 Proteinen und einem Genom, das nur ein Drittel der Größe von SARS-CoV-2 hat. Dennoch schafft es es, die Körperzellen zu kapern, um sich zu replizieren und zu verbreitenSysteme mit beeindruckender Geschwindigkeit und Agilität. macht es das?
Wissenschaftler der Northwestern Medicine nutzen neue Fortschritte in der CRISPR-Geneditierungstechnologie, um dieses Geheimnis aufzudecken und hoffentlich zu einer neuen dauerhaften Behandlung des Virus zu führen, laut Aussage von der Institution am Freitag veröffentlicht. Durch diesen Prozess stießen sie auf 86 Gene, die möglicherweise eine Rolle bei der Art und Weise spielen, wie sich HIV repliziert, darunter über 40, die noch nie zuvor im Zusammenhang mit einer HIV-Infektion untersucht worden waren.
Wichtige Werkzeuge im Kampf gegen HIV
„Die bestehenden medikamentösen Behandlungen sind eines unserer wichtigsten Instrumente im Kampf gegen die HIV-Epidemie und waren erstaunlich wirksam bei der Unterdrückung der Virusreplikation und -ausbreitung“, sagte Judd Hultquist von Northwestern, ein Mitautor. „Aber diese Behandlungen sind es nichtheilend, also müssen HIV-infizierte Personen einem strengen Behandlungsschema folgen, das einen kontinuierlichen Zugang zu einer guten und erschwinglichen Gesundheitsversorgung erfordert – das ist einfach nicht die Welt, in der wir leben.
Die Studie von Hultquist befasste sich mit T-Zellen. Diese leistungsstarken Zellen, die von HIV angegriffen werden, wurden aus menschlichem Spenderblut isoliert und Hunderte ihrer Gene wurden durch CRISPR-Cas9-Geneditierung weiter ausgeschaltet. Sie wurden dann mit HIV infiziert, um sie zu untersuchenDie Forscher fanden heraus, dass der Verlust eines für die virale Replikation wichtigen Gens in diesen Zellen zu einer verringerten HIV-Infektion führte, während der Verlust eines antiviralen Faktors zu einer erhöhten HIV-Infektion führte.
Behandlungen, die zu Heilmitteln werden
„Dies ist ein wirklich großartiger Beweis dafür, dass die Schritte und Prozesse, die wir zur Durchführung der Studie unternommen haben, robust und gut durchdacht waren“, erklärte Hultquist. „Dass fast die Hälfte der von uns gefundenen Gene zuvor entdeckt wurden, erhöht das Vertrauenin unserem Datensatz. Der aufregende Teil ist, dass mehr als die Hälfte – 46 – dieser Gene noch nie zuvor im Zusammenhang mit einer HIV-Infektion untersucht wurden, sodass sie neue potenzielle therapeutische Wege darstellen, die es zu untersuchen gilt.
Hultquist hofft nun, dass ihre Arbeit zur Entwicklung neuer Behandlungen führen wird, die dauerhafte Heilmittel werden. Die Studie wurde veröffentlicht im Tagebuch Naturkommunikation.
Zusammenfassung:
Human Immunodeficiency Virus HIV stützt sich auf die molekulare Maschinerie des Wirts für die Replikation. Systematische Versuche, diese Wirtsfaktoren genetisch oder biochemisch zu definieren, haben Hunderte von Kandidaten hervorgebracht, aber nur wenige wurden in Primärzellen funktionell validiert. Hier zielen wir auf 426 zuvor implizierte Gene abim HIV-Lebenszyklus durch Proteininteraktionsstudien für CRISPR-Cas9-vermitteltes Knock-out in primären menschlichen CD4+-T-Zellen, um ihre funktionelle Rolle bei der HIV-Replikation systematisch zu bewerten.Wir erreichen einen effizienten Knockout > 50 % der Allele in 364 derZielgene und identifizieren 86 mögliche Wirtsfaktoren, die die HIV-Infektion verändern. 47 dieser Faktoren validieren durch Multiplex-Geneditierung bei unabhängigen Spendern, darunter 23 Faktoren mit restriktiver Aktivität. Sowohl die Effizienz der Geneditierung als auch die HIV-1-Phänotypen sind bei unabhängigen Spendern hochgradig übereinstimmend. Wichtig, mehr als die Hälfte dieser Faktoren wurde bisher nicht als funktionelle Rolle bei der HIV-Replikation beschrieben, pzahlreiche neue Wege zum Verständnis der HIV-Biologie eröffnen.Diese Daten deuten ferner darauf hin, dass Datensätze zur Protein-Protein-Interaktion zwischen Wirt und Pathogen eine angereicherte Quelle von Kandidaten für die Entdeckung funktioneller Wirtsfaktoren bieten und ein verbessertes Verständnis der Mechanik der HIV-Replikation in primären T-Zellen liefern.