“Mostramos pela primeira vez que uma única inoculação da nossa construção de edição de genes CRISPR, levada por um vírus adeno-associado, pode editar o genoma SIV a partir de células infectadas em macacos rhesus macaque”, disse Kamel Khalili, PhD, Laura H. Carnell Professor e Presidente do Departamento de Neurociência, Diretora do Centro de Neurovirologia e Diretora do Centro de NeuroAIDS na Escola de Medicina Lewis Katz da Temple University (LKSOM).
O Dr. Khalili foi co-investigador sênior no novo estudo, com Tricia H. Burdo, PhD, Professora Associada e Presidente Associada de Educação no Departamento de Neurociências da LKSOM, que é especialista na utilização da terapia anti-retroviral infectada com SIV (vírus da imunodeficiência símia)- modelo rhesus macaque tratado para a patogênese do HIV e estudos de cura; e com Andrew G. MacLean, PhD, Professor Associado do Centro Nacional de Pesquisa de Primatas de Tulane e do Departamento de Microbiologia e Imunologia da Faculdade de Medicina da Universidade de Tulane, e Binhua Ling, PhD, Professor Associado do Southwest National Primate Research Center, Texas Biomedical Research Institute. Dr. Ling foi anteriormente Professor Associado no Centro Nacional de Pesquisa de Primatas de Tulane e no Departamento de Microbiologia e Imunologia da Faculdade de Medicina da Universidade de Tulane. Pietro Mancuso, PhD, cientista assistente do laboratório do Dr. Khalili no Departamento de Neurociências da LKSOM, foi o primeiro autor do relatório, publicado online no dia 27 de novembro na revista Nature Communications.
De particular importância, o novo trabalho mostra que a construção de edição de genes desenvolvida pela equipe do Dr. Khalili pode alcançar células e tecidos infectados conhecidos como reservatórios virais para SIV e HIV. Estes reservatórios, que são células e tecidos onde os vírus se integram no DNA do hospedeiro e se escondem durante anos, são uma grande barreira para a cura da infecção. O SIV ou HIV nesses reservatórios está além do alcance do ART, que suprime a replicação viral e limpa o vírus do sangue. Assim que o ART é interrompido, os vírus emergem de seus reservatórios e renovam a replicação.
Em primatas não humanos, o SIV se comporta muito como o HIV. “O modelo rhesus macaque infectado com SIV estudado no laboratório do Dr. Burdo é um modelo animal grande ideal para recapitular a infecção pelo HIV em humanos”, explicou o Dr. Khalili.
Para o novo estudo, os pesquisadores começaram projetando uma construção de edição de genes CRISPR-Cas9 específica para SIV. Experimentos em cultura celular confirmaram que a ferramenta de edição clivou o DNA SIV integrado no local correto a partir do DNA da célula hospedeira, com risco limitado de edição de genes potencialmente nocivos em locais fora do alvo. A equipe de pesquisa então embalou a construção em um portador do vírus adeno-associado 9 (AAV9), que poderia ser injetado intravenosamente em animais infectados com SIV.
Dr. Burdo, em colaboração com colegas do Tulane National Primate Research Center, selecionou aleatoriamente três macacos infectados com SIV para cada um receber uma única infusão de AAV9-CRISPR-Cas9, com outro animal servindo como controle. Após três semanas, os pesquisadores colheram sangue e tecidos dos animais. As análises mostraram que nos macacos tratados com AAV9-CRISPR-Cas9, a construção edificante do gene foi distribuída para uma ampla gama de tecidos, incluindo medula óssea, linfonodos e baço, e chegou às células T CD4+, que são um reservatório viral significativo.
Além disso, os pesquisadores do Templo demonstraram que o genoma SIV foi efetivamente clivado das células infectadas, com base em análises genéticas de tecidos de animais tratados. “A excisão passo a passo do DNA SIV ocorreu com alta eficiência dos tecidos e células sanguíneas”, explicou o Dr. Mancuso. A eficiência da excisão variou por tecido, mas atingiu níveis notavelmente altos nos linfonodos.
O novo estudo é uma continuação dos esforços do Dr. Khalili e colegas para desenvolver um novo sistema de edição de genes usando a tecnologia CRISPR-Cas9 – o tema do Prêmio Nobel de Química de 2020 – para remover especificamente o DNA HIV dos genomas que abrigam o vírus. Os pesquisadores mostraram anteriormente que seu sistema pode efetivamente eliminar o DNA do HIV de células e tecidos em modelos animais pequenos infectados pelo HIV, incluindo ratos humanizados com HIV-1.
O autor correspondente Dr. MacLean é encorajado pelas descobertas. “Este é um desenvolvimento importante no que esperamos que seja um fim para o HIV/SIDA”, diz MacLean. “O próximo passo é avaliar este tratamento durante um período de tempo maior para determinar se podemos conseguir a eliminação completa do vírus, possivelmente até mesmo tirando os sujeitos da ART”.
O Dr. MacLean tem esperança de que esta estratégia de tratamento se traduza para a população humana. A empresa de biotecnologia Excision BioTherapeutics, da qual o Dr. Khalili é um fundador científico e onde o Dr. Burdo contribui para a pesquisa e desenvolvimento pré-clínico e atua no Conselho Científico Consultivo, ajudará com financiamento e infra-estrutura para estudos em larga escala e futuros ensaios clínicos após aprovação pela Food and Drug Administration.
“Esperamos em breve passar nosso trabalho para estudos clínicos também em humanos”, acrescentou o Dr. Khalili. “Pessoas em todo o mundo sofrem de HIV há 40 anos, e agora estamos muito próximos de pesquisas clínicas que possam levar a uma cura para a infecção pelo HIV”, acrescentou o Dr. Khalili.