Ein multinationales Team unter der Leitung von Forschern der Weill Cornell Medicine hat einen Test entwickelt, mit dem die Persistenz von HIV bei Menschen gemessen werden kann, die von Virenstämmen betroffen sind, die vorwiegend in Afrika vorkommen – ein wichtiges Instrument auf der Suche nach einer HIV-Heilung, die Patienten auf der ganzen Welt zugute kommen wird.
Die Studie, die am 2. Juli in Nature Communications veröffentlicht wurde, schließt eine große Lücke in der Erforschung des menschlichen Immunschwächevirus (HIV). Die meisten HIV-Studien haben sich auf Stämme konzentriert, die in westlichen Ländern zirkulieren, vor allem bei Männern, die Sex mit Männern haben und vom Subtyp B betroffen sind. Nur wenige Studien haben Stämme untersucht, die in Afrika zirkulieren, wo Frauen unverhältnismäßig stark betroffen sind.
„Die Forschung zur Heilung von HIV konzentriert sich in der Regel auf Virusstämme, die in den Industrieländern zirkulieren. Um jedoch eine Heilung zu erreichen, die weltweit anwendbar ist, müssen wir Virusstämme untersuchen, die in anderen Regionen der Welt vorkommen“, sagte die Hauptautorin Dr. Guinevere Lee, Assistenzprofessorin für Virologie in der Medizin in der Abteilung für Infektionskrankheiten und Assistenzprofessorin für Mikrobiologie und Immunologie an der Weill Cornell Medicine.
Die Ergebnisse zeigen – wie auch andere Studien in Industrieländern -, dass die in Afrika zirkulierenden HIV-Stämme im menschlichen Körper Virusreservoirs bilden. Obwohl eine antiretrovirale Therapie die HIV-Konzentration im Blut auf ein nicht nachweisbares Niveau senken kann, überleben diese schlafenden Reservoire weiter. Sie enthalten eine große Anzahl defekter proviraler DNA-Genome, die keine neuen infektiösen Viren produzieren können, aber eine kleine Anzahl von Genomen bleibt genetisch intakt und ist bereit, aktive Viren zu produzieren, wenn die antiretrovirale Behandlung unterbrochen wird.
Der hohe Anteil an defekten Virusgenomen erschwert den Forschern die genaue Quantifizierung der Kopien intakter Proviren. „Wir suchen nach einer Nadel im Heuhaufen: Um eine HIV-Heilung zu erreichen, müssen wir zunächst herausfinden, ob während der antiretroviralen Behandlung genom-intakte Proviren im Körper verbleiben. Mit unserem neuen Assay können wir dies tun. Dann müssen wir die intakte provirale DNA, die neue Viren produzieren kann, gezielt eliminieren“, erklärt Dr. Lee.
Erweiterung des Blickwinkels der HIV-Forschung durch einen neuen Test
Dr. Lee und ihre Kollegen analysierten die DNA von Immunzellen, den so genannten CD4+ T-Zellen, in denen sich die virale DNA versteckt, von 16 Frauen und 7 Männern, die in Uganda eine antiretrovirale HIV-Behandlung erhielten. Die genetische Sequenzierung des Virus ergab zwei vorherrschende HIV-1-Subtypen: A1 und D (ein notorisch aggressiver Stamm). In der Studie wurden auch virale Hybride von A1 und D identifiziert.
Das Team modifizierte daraufhin bestehende Labortests, die HIV-Proviren des Subtyps B identifizieren, um auch Proviren der Subtypen A1 und D nachzuweisen. „Der von uns entwickelte neue Test wird den Forschern helfen, die intakten proviralen Genome aufzuspüren, die für die Erforschung der Heilung von HIV-Patienten relevant sind, die von diesen wenig erforschten Stämmen betroffen sind“, so Dr. Lee.
Dr. Lee und ihre multinationalen und institutionenübergreifenden Mitarbeiter verwenden den neuen Test bereits zur Untersuchung der langfristigen viralen Persistenz in Uganda. Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung der proviralen HIV-Genomlandschaft zwischen den Subtypen A1, D und B weitgehend vergleichbar ist, was darauf hindeutet, dass Ansätze, die auf intakte HIV-Reservoirs in Afrika abzielen, mit ähnlichen „Nadel im Heuhaufen“ Herausforderungen konfrontiert sein werden wie in Nordamerika und Europa. Künftige Studien müssen auch die Unterschiede bei den Nicht-B-Subtypen untersuchen, um zu verstehen, ob subtypspezifische Faktoren die Persistenz, Reaktivierung oder Clearance in Virusreservoiren beeinflussen.
Zu den Hauptautoren der Studie gehören Dr. Andrew Redd, National Institute of Allergy and Infectious Diseases an den National Institutes of Health, und Dr. Jessica Prodger, Assistenzprofessorin an den Abteilungen für Mikrobiologie und Immunologie sowie Epidemiologie und Biostatistik an der Western University, Kanada.
Forscher der Simon Fraser University (Kanada), des British Columbia Centre for Excellence in HIV/AIDS (Kanada), des Rakai Health Sciences Program (Uganda), der University of Cape Town (Südafrika) und der Johns Hopkins University School of Medicine haben ebenfalls zu dieser Studie beigetragen.
Die National Institutes of Health finanzieren diese Arbeit über das Research Enterprise to Advance a Cure for HIV (REACH) Martin Delaney Collaboratory, das von Dr. Brad Jones, außerordentlicher Professor für Immunologie in der Medizin und ebenfalls außerordentlicher Professor für Mikrobiologie und Immunologie am Weill Cornell Medicine, und Dr. Marina Caskey, Professorin für klinische Forschung an der Rockefeller University und außerordentliche Professorin für Medizin an der Weill Cornell Medicine und behandelnde Ärztin für Infektionskrankheiten am NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center. Das REACH Collaboratory ist eine von 10 NIH-finanzierten Forschungsgruppen weltweit, die sich mit der Suche nach einem HIV-Heilmittel befassen.
Diese Arbeit wurde zum Teil von der Division of Intramural Research, National Institute of Allergy and Infectious Diseases und den NIH-Zuschüssen R21AI150398, R01AI162221 und UM1AI164565 unterstützt.
