Rekombinase heilt HIV

Berlin -

Wissenschaftler aus Hamburg und Dresden haben eine Methode entdeckt, HIV möglicherweise vollständig zu heilen. Durch ein Designer-Enzym kann die Erbinformation des Virus hochspezifisch aus den Genen der Wirtszelle herausgeschnitten werden. Bislang war es nur möglich, die Viruslast in den Zellen zu verringern, nicht aber, die Krankheit kausal zu bekämpfen. Nun sollen klinische Studien folgen.

Trotz enormer Fortschritte sind die derzeitigen HIV-Behandlungsmethoden nicht dazu in der Lage, die Infektion vollständig zu heilen: Zwar kann die Vermehrung des HI-Virus effektiv unterdrückt werden, das in das Genom der Zellen integrierte HIV-Erbgut, das sogenannte Provirus, bleibt jedoch erhalten. Diese virale DNA, die mittels Integrase in das Erbgut der Wirtszelle eingebaut wird, kann über viele Generationen an die Tochterzellen weitergegeben werden. Bisherige Ansätze, das Provirus durch Enzyme wie Nukleasen oder Rekombinasen aus dem Erbgut der Wirtszellen zu eliminieren, waren nur wenig effizient oder brachten zu starke Nebeneffekte mit sich.

Dem Forscherteam des Heinrich-Pette-Instituts (HPI) in Hamburg und der Technischen Universität Dresden ist es nun gelungen, ein Enzym zu entwickeln, welches das Provirus gezielt aus der menschlichen Wirtszelle herausschneiden kann. Die speziell designte Rekombinase trägt den Namen Brec1. Sie erkennt das virale Erbgut durch eine Domäne des Provirus, die in mehr als 80 Prozent aller HI-Viren auftaucht und sich fast nicht verändert. Ein großer Vorteil: Auch Punktmutationen innerhalb der DNA-Sequenz machen der Rekombinase keine Schwierigkeiten, ihren Ansatzpunkt zu erkennen.

Sowohl in Zellversuchen als auch in Tests mit humanisierten Mäusen konnten die Forscher zeigen, dass das Provirus zuverlässig aus dem menschlichen Erbgut entfernt wird. Das herausgeschnittene DNA-Stück wird von der menschlichen Zelle problemlos eliminiert. Damit eignet sich Brec1 als vielversprechender Kandidat für eine Anwendung in der HIV-Therapie, so die Wissenschaftler.

Die Rekombinase wurde mittels der sogenannten gerichteten Evolution entwickelt. Ausgehend von der Zielstruktur im Erbgut, an die Brec1 angreifen soll, wurde nach und nach die Enzymstruktur angepasst. 145 Entwicklungsschritte benötigten die Forscher, bis eine effiziente und zielgenaue antivirale Aktivität von Brec1 nachgewiesen werden konnte. Zellschädigende oder genotoxische Nebeneffekte traten dabei nicht auf.

Das Design von Brec1 erforderte allerdings Zeit: Etwa zwei bis drei Tage benötigten die Forscher für einen einzelnen Entwicklungsschritt – das bedeutet eine Gesamtzeit von knapp zwei Jahren. Im Vergleich zur Entwicklung von Medikamenten sei das aber extrem schnell, betonen die Forscher.

Jetzt soll es in klinischen Studien weitergehen. „Nur eine komplette Entfernung des HIV-Provirus aus dem Genom der Patienten kann zu einer vollständigen Heilung der Infektion führen. Die erzielten Ergebnisse stellen die Grundlage für erste klinische Studien zur Heilung von HIV-Patienten dar, die in absehbarer Zeit in Hamburg durchgeführt werden sollen“, erklärt HPI-Abteilungsleiter Professor Dr. Joachim Hauber.

Mit 37 Millionen Infizierten und über 2 Millionen jährlichen Neuinfektionen stellt HIV weiterhin eine große Herausforderung für die Weltgesundheit dar. In Deutschland leben derzeit etwa 80.000 Menschen mit dem HI-Virus. Etwa 3200 Menschen haben sich nach einer Modellrechnung des Robert Koch-Instituts (RKI) im vergangenen Jahr mit HIV angesteckt. Trotz Aufklärungskampagnen und Medikamenten sinkt die Zahl seit 2006 nicht.

HIV wird oft erst Jahre nach der Infektion festgestellt. Die Zahl der Neuinfektionen bei heterosexuellen Menschen ist demnach sogar leicht steigend. Die meisten Betroffenen sind allerdings Männer, die Sex mit anderen Männern haben – wenngleich die Zahl neuer Infektionen in dieser Gruppe in den vergangenen Jahren leicht zurückgegangen ist.

Unter Teenagern ist Aids weltweit die zweithäufigste Todesursache. In Afrika sei die Immunschwächekrankheit sogar der häufigste Grund für Todesfälle in der Altersgruppe der 10- bis 19-Jährigen, berichtet die Deutsche Stiftung Weltbevölkerung. Insgesamt ging die Zahl der HIV-Neuinfektionen weltweit –- bezogen auf alle Altersgruppen –- von der Jahrtausendwende bis 2014 um 35 Prozent auf zwei Millionen im Jahr zurück. Im vergangenen Jahr starben den Angaben zufolge 1,2 Millionen Menschen an Aids, 800.000 weniger als 2004.