הנגיף פיתח במהירות רבה עמידות למנגנון עריכת הגנים שהיה אמור לעקור אותו מתוך תאים מודבקים

בשנים האחרונות התפרסמו כמה מחקרים על שימוש במערכת עריכת הגנים CRISPR/Cas9 (קְריסְפּר, ראשי תיבות של Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats) כדי לחתוך את נגיף ה-HIV מתוך תאי מערכת החיסון המודבקים בו. מחקרים חדשים מראים כי הנגיף מתגבר על המערכת בקלות ובמהירות. זאת ועוד, ככל הנראה מערכת עריכת הגנים יוצרת כמה מהמוטציות המגנות על הנגיף מפני חיתוך.

כאשר נגיף ה-HIV, שגורם למחלת האיידס, חודר לגופנו, הוא מדביק תאים של מערכת החיסון הקרויים תאי T מסייעים. עותק של החומר הגנטי של הנגיף משתלב ב-DNA של תאי ה-T, והתא הנגוע מייצר עותקים חדשים של הנגיף. הנגיפים החדשים יוצאים מהתא ומדביקים תאי T נוספים. מאחר שהנגיף משולב בגֶנוֹם של התאים, התרופות הקיימות נגד HIV אינן מסוגלות לחסל אותו, אלא רק לשמור עליו במצב בלתי פעיל. כאשר מפסיקים את הטיפול התרופתי, הנגיף שב לפעילות.

אחת השיטות המבטיחות שפותחו כדי לנסות להכחיד את הנגיף לחלוטין מתאי הגוף היא שימוש במערכת קריספר. שיטה זו מבוססת על חלק ממערכת ההגנה הטבעית של חיידקים מפני נגיפים ועל מנגנון התיקון הטבעי של ה-DNA בתא. מחקרים קודמים הראו כי מערכת קריספר מסוגלת לחתוך בקלות וביעילות את הגנום של הנגיף המסתתר בתאי מערכת החיסון. כדי לעשות זאת משתמשים ברצף קצר (gRNA) שמנחה את המערכת לחתוך את הגנום של ה-HIV בנקודות מסוימות.

אחרי החיתוך, מנגנון התיקון הטבעי של התא נכנס לפעולה ומאחה את ה-DNA הקטוע. תהליך איחוי זה מועד לטעויות וגורם למוטציות, חוסרים או תוספות ברצף ה-DNA המאוחה. המוטציות אינן מאפשרות פעילות תקינה של ה-DNA של הנגיף, וכך מונעות יצירה של עותקים חדשים של HIV והדבקה של עוד תאים.

אך אליה וקוץ בה. מחקר שפורסם בכתב העת Cell Reports מראה כי לעתים המוטציות שנגרמות בעקבות התיקון אינן מצליחות לשתק את הנגיף. במקום זאת, הן גורמות להופעת נגיף מוטנטי המסוגל להמשיך להדביק תאים חדשים. מאחר שהרצף הגנטי של הנגיף השתנה, מערכת קריספר אינה מסוגלת עוד לזהות אותו ולפגוע בו או בצאצאיו. זאת ועוד, העמידות הזאת לקריספר הופיעה במהירות מדהימה – בתוך שבועיים מתחילת השימוש במערכת. ממצאים אלו דומים לתוצאות מחקר אחר שהתפרסם בתחילת השנה.

לשכלל את הנשק

העובדה ש-HIV הצליח לפתח עמידות לטיפול אינה מפתיעה. הנגיף ידוע באבולוציה המהירה שלו, מאחר שהמנגנון שמעתיק את החומר הגנטי שלו עושה טעויות רבות. מקצת הטעויות האלה קטלניות לנגיף, אך אחרות מעניקות לו עמידות בפני תרופות שונות ובפני ההגנות של התא. הממצא המפתיע בשני המחקרים הוא המהירות שבה הופיעה העמידות לקריספר והעובדה שהיא נובעת ממנגנון התיקון של תאי הגוף ולא מתכונה של הנגיף עצמו.

דרך אפשרית להתמודד עם הופעת העמידות המהירה היא להשתמש במערכת קריספר שמכוונת לכמה אתרים שונים בגנום של HIV. כך יגדל הסיכוי שהנגיף ישותק, שכן פחות סביר שיופיעו מוטציות המקנות עמידות לחיתוך בכמה אתרים שונים.

אפשרות אחרת היא לא לתקוף את הנגיף שכבר חדר לתאים, אלא להשתמש בהנדסה גנטית כדי להעניק לתאי ה-T עמידות מפני הדבקה בנגיף. HIV חודר לתאי מערכת החיסון דרך קולטן הנמצא על פני התאים. אנשים שקולטן זה פגוע בגופם באופן טבעי עמידים בפני הנגיף, לכן חיקוי מלאכותי של הפגם הזה עשוי למנוע את הנגיף מלחדור לתאים. החודש, למשל, הדגימה קבוצת חוקרים סיניים כי אפשר להשתמש בקריספר כדי לשנות את הגנום של עוברי אדם (לצורך הניסוי השתמשו בעוברים פגומים, שאינם יכולים להתפתח לתינוק שלם וחי) וליצור בהם את המוטציה הגנטית הפוגעת בקולטן.