Neue Forschungsergebnisse der Oregon Health & Science University helfen zu erklären, warum mindestens fünf Menschen nach einer Stammzellentransplantation HIV-frei geworden sind. Die Erkenntnisse der Studie könnten die Wissenschaftler der Entwicklung eines hoffentlich weit verbreiteten Heilmittels für den AIDS-Virus näher bringen, mit dem sich weltweit etwa 38 Millionen Menschen infiziert haben.
Die heute in der Zeitschrift Immunity veröffentlichte Studie unter Leitung der OHSU beschreibt, wie zwei nichtmenschliche Primaten nach einer Stammzellentransplantation von der Affenform des HIV geheilt wurden. Sie zeigt auch, dass zwei Umstände gleichzeitig vorliegen müssen, damit eine Heilung eintritt, und dokumentiert die Reihenfolge, in der HIV aus dem Körper entfernt wird – Details, die die Bemühungen, diese Heilung für mehr Menschen anwendbar zu machen, informieren können.
„Fünf Patienten haben bereits bewiesen, dass HIV geheilt werden kann“, sagte der leitende Forscher der Studie, Jonah Sacha, Ph.D., Professor am Oregon National Primate Research Center und am Vaccine and Gene Therapy Institute der OHSU.
„Diese Studie hilft uns, den Mechanismen auf die Spur zu kommen, die diese Heilung ermöglichen“, so Sacha weiter. „Wir hoffen, dass unsere Entdeckungen dazu beitragen werden, dass diese Heilung für jedermann funktioniert, und zwar idealerweise durch eine einzige Injektion anstelle einer Stammzellentransplantation.“
Der erste bekannte Fall, in dem HIV durch eine Stammzelltransplantation geheilt wurde, wurde im Jahr 2009 gemeldet. Bei einem Mann, der mit HIV lebte, wurde auch akute myeloische Leukämie, eine Krebsart, diagnostiziert, und er unterzog sich einer Stammzelltransplantation in Berlin, Deutschland. Stammzelltransplantationen, die auch als Knochenmarktransplantationen bezeichnet werden, werden zur Behandlung einiger Krebsarten eingesetzt. Der Berliner Patient erhielt gespendete Stammzellen von einer Person mit einem mutierten CCR5-Gen, das normalerweise für einen Rezeptor auf der Oberfläche weißer Blutkörperchen steht, den HIV zur Infektion neuer Zellen nutzt. Eine CCR5-Mutation erschwert es dem Virus, Zellen zu infizieren, und kann Menschen resistent gegen HIV machen. Seit dem Berliner Patienten sind vier weitere Menschen auf ähnliche Weise geheilt worden.
Die Studie wurde mit einer nichtmenschlichen Primatenart, den Mauritiusmakaken, durchgeführt, bei denen das Forschungsteam bereits zuvor gezeigt hatte, dass sie erfolgreich Stammzelltransplantationen erhalten können. Während alle acht Probanden der Studie HIV hatten, wurden vier von ihnen mit Stammzellen von HIV-negativen Spendern transplantiert, die andere Hälfte diente als Kontrollgruppe und wurde nicht transplantiert.
Von den vier Transplantierten wurden zwei von HIV geheilt, nachdem sie erfolgreich gegen die Graft-versus-Host-Krankheit behandelt worden waren, die häufig mit Stammzelltransplantationen einhergeht.
Andere Forscher haben bereits versucht, nichtmenschliche Primaten mit ähnlichen Methoden von HIV zu heilen, aber diese Studie markiert das erste Mal, dass HIV-geheilte Versuchstiere langfristig überlebt haben. Beide sind heute, etwa vier Jahre nach der Transplantation, noch am Leben und HIV-frei. Sacha führt ihr Überleben auf die hervorragende Betreuung durch die Tierärzte des Oregon National Primate Research Center und die Unterstützung durch zwei Koautoren der Studie zurück, Kliniker der OHSU, die sich um Menschen kümmern, die sich einer Stammzelltransplantation unterziehen: Richard T. Maziarz, M.D., und Gabrielle Meyers, M.D.
„Diese Ergebnisse verdeutlichen, wie wichtig es ist, klinische Studien am Menschen mit präklinischen Makaken-Experimenten zu verknüpfen, um Fragen zu beantworten, die auf andere Weise kaum zu beantworten wären, und um einen Weg zur Heilung menschlicher Krankheiten aufzuzeigen“, so Maziarz, Professor für Medizin an der OHSU School of Medicine und medizinischer Leiter der Programme für Blut- und Knochenmarkstammzelltransplantation bei Erwachsenen und Zelltherapie am OHSU Knight Cancer Institute.
Das Wie der Heilung
Obwohl Sacha sagte, es sei erfreulich, dass die Stammzellentransplantation die nichtmenschlichen Primaten geheilt habe, wollten er und seine Kollegen auch verstehen, wie sie funktionierte. Bei der Auswertung der Proben der Probanden stellten die Wissenschaftler fest, dass es zwei verschiedene, aber gleichermaßen wichtige Wege gibt, HIV zu besiegen.
Erstens töteten die transplantierten Stammzellen des Spenders die HIV-infizierten Zellen des Empfängers, indem sie sie als fremde Eindringlinge erkannten und angriffen, ähnlich dem Prozess der Transplantat-gegen-Leukämie, der Menschen von Krebs heilen kann.
Zweitens gelang es dem Virus bei den beiden Probanden, die nicht geheilt wurden, in die transplantierten Spenderzellen zu gelangen. Ein anschließendes Experiment bestätigte, dass das HIV die Spenderzellen infizieren konnte, während diese das HIV angriffen. Dies veranlasste die Forscher zu der Feststellung, dass eine Heilung nur möglich ist, wenn HIV daran gehindert wird, den CCR5-Rezeptor zur Infektion von Spenderzellen zu nutzen.
Die Forscher entdeckten auch, dass HIV in mehreren Schritten aus dem Körper der Probanden entfernt wurde. Zunächst stellten die Wissenschaftler fest, dass HIV im Blut, das in den Armen und Beinen der Probanden zirkulierte, nicht mehr nachweisbar war. Als Nächstes konnten sie kein HIV mehr in den Lymphknoten nachweisen, d. h. in Klumpen von Immungewebe, die weiße Blutkörperchen enthalten und Infektionen bekämpfen. Die Lymphknoten in den Gliedmaßen waren die ersten, die HIV-frei waren.
Die schrittweise Vorgehensweise, mit der die Wissenschaftler die Beseitigung von HIV beobachteten, könnte Ärzten bei der Bewertung der Wirksamkeit potenzieller HIV-Heilmittel helfen. So könnten sich Kliniker beispielsweise auf die Analyse von Blut konzentrieren, das sowohl aus peripheren Venen als auch aus Lymphknoten entnommen wurde. Dieses Wissen könnte auch erklären, warum einige Patienten, die eine Transplantation erhalten haben, zunächst geheilt schienen, später aber doch HIV nachgewiesen wurde. Sacha stellt die Hypothese auf, dass diese Patienten möglicherweise ein kleines HIV-Reservoir in ihren abdominalen Lymphknoten hatten, das es dem Virus ermöglichte, zu überdauern und sich erneut im Körper auszubreiten.
Sacha und seine Kollegen untersuchen weiterhin die beiden nichtmenschlichen Primaten, die von HIV geheilt wurden. Als Nächstes planen sie, ihre Immunreaktionen genauer zu untersuchen, einschließlich der Identifizierung aller spezifischen Immunzellen, die daran beteiligt waren, und der Frage, gegen welche spezifischen Zellen oder Moleküle das Immunsystem vorging.
