Wie nah sind wir einer Heilung für HIV?

Obwohl es derzeit keine Heilung für das Humane Immunschwächevirus (HIV) gibt, glauben Forscher, dass sie auf eines zusteuern. HIV, das das erworbene Immunschwächesyndrom (AIDS) verursacht, kann mit einer antiretroviralen Therapie (ART) kontrolliert werden. Derzeit ist ART die einzige Therapieform für HIV.

Im Jahr 2018 wurde in den Vereinigten Staaten bei 37.832 Menschen eine HIV-Infektion diagnostiziert, und weltweit wurden etwa 1,7 Millionen Menschen neu mit HIV infiziert. HIV-Präventionsinstrumente wie ein Impfstoff sind wichtig, um die Ausbreitung von HIV zu begrenzen. Es gibt jedoch noch keinen Impfstoff, der eine Infektion mit dem Virus verhindern oder behandeln kann, obwohl Wissenschaftler daran arbeiten, einen zu entwickeln.

Ein experimenteller Impfstoff gegen HIV zeigte in einer Studie aus dem Jahr 2009 eine Wirksamkeitsrate von 31 %. Die National Institutes of Health führen zwei multinationale klinische Studien im Spätstadium durch, um einen präventiven Impfstoff gegen HIV zu entwickeln, der hoffentlich für verschiedene Bevölkerungsgruppen funktionieren wird. Forscher der University of Pittsburgh haben in ähnlicher Weise mit klinischen Studien begonnen, um einen Impfstoff zur Behandlung einer HIV-Infektion zu testen, nachdem sie eine Behandlung gefunden hatten, die auf das Verstecken von HIV in Zellen abzielt und das Virus dann im Jahr 2019 abtötet.

Diese Fortschritte sind vielversprechend, aber die Herausforderungen des Virus haben die Forschungsbemühungen, ein Heilmittel oder einen Impfstoff zu finden, lange Zeit behindert.

Nitat Termmee / Getty Images

Herausforderungen

Seit mehr als 30 Jahren investieren Forscher Zeit und Geld in die Entwicklung eines Heilmittels gegen HIV und AIDS. Sie arbeiten immer noch daran, HIV und AIDS zu verstehen.

Die Entdeckung eines Heilmittels und eines Impfstoffs gegen HIV erfordert langfristige Forschung und Engagement von Wissenschaftlern. Eine Studie aus dem Jahr 2013 ergab jedoch, dass junge Wissenschaftler glauben, dass der HIV-Bereich überbevölkert ist und dass sie ihre Forschung anderswo konzentrieren sollten. Die Forschung auf diesem Gebiet muss noch ein Heilmittel oder einen Impfstoff finden, daher ist bei diesen Forschungsbemühungen noch mehr Arbeit erforderlich.

Das Virus stellt auch mehrere Herausforderungen dar, die erklären, warum kein Heilmittel oder ein Impfstoff gegen HIV entwickelt wurde.

Genetische Variabilität

HIV ist ein bewegliches Ziel, weil es sich schnell repliziert, täglich Hunderte neuer Kopien des Virus produziert und dabei mutiert. Diese Mutationen können zu Fehlern führen, die das Virus resistent gegen ART machen. Aus diesem Grund greifen einige Stämme des Virus das Immunsystem einer Person aggressiver an als andere Stämme. Dies führt zu einer ständigen viralen Evolution und genetischen Variabilität des Virus innerhalb von Populationen und innerhalb von Individuen.

Allein für den HIV-1-Stamm von HIV gibt es 13 verschiedene Subtypen und Sub-Subtypen, die geografisch verbunden sind, mit 15-20% Variation innerhalb des Subtyps und Variation von bis zu 35% zwischen den Subtypen. Die genetische Vielfalt der HIV-Viren macht es schwierig, einen Impfstoff zu entwickeln, der Immunreaktionen hervorruft, die in der Lage sind, Schutz gegen ihre enorme Variantenvielfalt zu bieten.

Latente Speicher

HIV hat auch die Fähigkeit, sich in Geweben im ganzen Körper zu verstecken und dem Immunsystem zu entgehen. HIV wird typischerweise im Blut gefunden, wo es durch einen HIV-Test nachgewiesen werden kann. Wenn das Virus jedoch in einen proviralen Zustand übergeht, in dem das Virus latent (inaktiv) ist und sich versteckt, wird das Immunsystem des Körpers nicht darauf aufmerksam gemacht. In diesem Zustand fügt das Virus sein genetisches Material in das seiner Wirtszellen (vom Virus eingedrungene lebende Zellen) ein und repliziert sich, wenn sich die Wirtszellen (vom Virus eingedrungene lebende Zellen) replizieren.

Das Virus kann lange latent bleiben, was zu einer latenten Infektion führt. Der Begriff "latente Reservoire" wird verwendet, um Wirtszellen zu beschreiben, die mit HIV infiziert sind, aber nicht aktiv HIV produzieren. Auch wenn ART den HIV-Spiegel im Blut auf ein nicht nachweisbares Niveau senken kann, können latente HIV-Reservoirs weiterhin überleben. Wenn eine latent infizierte Zelle reaktiviert wird, beginnt die Zelle wieder HIV zu produzieren. Aus diesem Grund kann ART eine HIV-Infektion nicht heilen.

Wissenschaftler versuchen daher, latente Reservoirs bei der Entwicklung eines Heilmittels gezielt anzugreifen, indem sie dem „Kick and Kill“-Konzept (auch „Shock and Kill“ genannt) folgen: Sie wollen das Virus aus seinem Versteck werfen und töten. Die Herausforderung besteht darin herauszufinden, welche Zellen beherbergen

Zwei Arten von HIV-Heilmethoden, die HIV-Reservoirs ausrotten könnten, werden derzeit

• Funktionelle Heilung: Kontrolliert die Replikation von HIV langfristig ohne Behandlung

• Sterilisationskur: Beseitigt das Virus

Immunerschöpfung

Antigene, der Teil eines Virus, der eine Immunantwort auslöst, greifen CD4-Helferzellen an, die auch als T-Helferzellen oder T-Zellen (weiße Blutkörperchen, die Infektionen bekämpfen) bekannt sind. T-Zellen sind dafür verantwortlich, infizierte Wirtszellen abzutöten und das Immunsystem zu regulieren. Eine anhaltende Exposition von T-Zellen gegenüber hohen Antigenspiegeln während einer HIV-Infektion kann jedoch zu einem schweren dysfunktionalen Zustand der T-Zellen führen, der als Immun bezeichnet wird

Es wird für das Immunsystem unglaublich schwer, eine HIV-Infektion abzuwehren, sobald die Erschöpfung der T-Zellen ausgelöst wird. Im Endstadium der Erschöpfung sterben die T-Zellen ab. Der Verlust dieser schützenden Zellen macht das Immunsystem wehrlos gegen eine HIV-Infektion, was zu

Wissenschaftler untersuchen die Entwicklung eines T-Zell-HIV-Impfstoffs zur Behandlung einer HIV-Infektion, da Beweise zeigen, dass die durch T-Zellen vermittelte zelluläre Immunität eine langfristige krankheits- und übertragungsfreie HIV-Kontrolle aufrechterhalten kann. Ein T-Zell-stimulierender Impfstoff kann möglicherweise dazu beitragen, mit HIV infizierte Zellen zu zerstören und den HIV-Spiegel bei den Infizierten zu senken. Leider kann ein Impfstoff, der die Produktion von T-Zellen induziert, tatsächlich die Anfälligkeit für Infektionen erhöhen, da einige T-Zellen wichtige Reservoirs für HIV-infizierte Zellen sind. Keines der bisher getesteten T-Zell-Impfstoffkonzepte hat eine ausreichende Wirksamkeit gezeigt.

Tore

Bei einer Person, Timothy Ray Brown, auch bekannt als Berliner Patient, wurde HIV geheilt. 2006 wurde bei ihm akute myeloische Leukämie diagnostiziert. Er lebte seit Jahren mit HIV und behandelte es mit Medikamenten richtig. Nach einer langen Chemotherapie beschloss er, zwei Knochenmarktransplantationen von einem HIV-resistenten Spender zu bekommen. Brown wurde von Leukämie und HIV geheilt.

Andere HIV-Patienten, die sich ähnlichen Behandlungen unterzogen haben, wurden jedoch nicht geheilt. Brown ist eine wissenschaftliche Anomalie, und die Forscher können nicht herausfinden, was seine Situation verändert hat. Bis heute ist er der einzige Mensch, der funktionell von HIV geheilt wurde.

Ein anderer Fall betrifft ein Baby aus Mississippi (Spitzname Mississippi Baby), das mit HIV geboren wurde. Die Ärzte behandelten sie und sie wurde HIV-frei, bis ihre Mutter ihre antiretrovirale Therapie abbrach, woraufhin das HIV schließlich zurückkehrte. Vor dem HIV-Positivtest blieb das Kind 27 Monate ohne positive Testergebnisse. Shes zZ zurück auf antiretroviraler Therapie, und wahrscheinlich für das Leben. Forscher sind fasziniert von ihrer Remissionszeit. Der Fall Mississippi Baby lässt Ärzte hoffen, dass eine frühe und aggressive Therapie HIV kontrollieren kann.

Diese Fälle haben Forschern Einblicke in das gegeben, was sie möglicherweise erforschen müssen, um einen wirksamen Impfstoff und ein wirksames Heilmittel zu entwickeln. Die theoretische Strategie namens Kick-and-Kill ist eine zweistufige Strategie, die sehr wohl das Heilmittel für HIV sein kann. Durch die Reaktivierung der latenten Infektion durch Medikamente, die die Latenz umkehren, kommt HIV aus seinem Versteck. Die Reservoirzellen werden dann von anderen Zellen des Immunsystems abgetötet.

Die Foundation for AIDS Research hat einen Forschungsfahrplan namens CURE erstellt, der die vier wichtigsten wissenschaftlichen Herausforderungen identifiziert, die die wichtigsten Hindernisse für eine Heilung von HIV darstellen:

• Kartierung der genauen Standorte von Virusreservoirs, die im Körper verbleiben

• Verstehen, wie HIV in den Stauseen persistiert

• Aufzeichnen, wie viel Virus sie enthalten

• Beseitigung des Virus

Modelle für eine Heilung

Während die Kick-and-Kill-Methode das Virus aus seinem Versteck bringen kann, müssen Forscher auch Wege finden, das Virus auszurotten, bevor es mutieren oder neue Reservoire bilden kann. Eine Kombination von Behandlungen kann das Heilmittel sein, um das Virus vollständig auszulöschen und das Immunsystem zu retten.

Latenzumkehr-Agenten

Histon-Deacetylase-Hemmer (HDAC) werden bei hämatologischen Krebserkrankungen als Chemotherapeutika eingesetzt. Die FDA hat die Krebsmedikamente Zolinza (Vorinostat), Farydak (Panobinostat) und Istodax (Romidepsin) für HIV-Patienten zugelassen. Diese HDAC-Inhibitoren reinigen die latenten HIV-Reservoirs.

Das klingt zwar vielversprechend, aber die Medikamente schwächen auch die Immunantwort des Körpers ab. Da die Reservoirs selbsterneuerbar und umfangreich sind, kann die Behandlung in Verbindung mit einer anderen Behandlung am erfolgreichsten sein. Diese Methode wird in klinischen Studien getestet mit der Hoffnung, dass sie zur vollständigen Ausrottung einer HIV-Infektion führt.

Die Umkehrung der Immunerschöpfung durch die Verwendung von HDAC-Inhibitoren wurde ebenfalls für möglich gehalten, aber die Forschung hat gezeigt, dass Antigene mutieren und dem Medikament entkommen, was es zu einer unwahrscheinlichen Lösung macht.

Weitgehend neutralisierende Antikörper

Eine Gruppe von Menschen (einer von 300), die HIV-positiv sind, hat eine nicht nachweisbare HIV-Viruslast, ohne ART oder andere HIV-Medikamente zu verwenden. Diese Menschen, die als Elite-Controller bezeichnet werden, haben ein geringes Infektionsrisiko und ein gut erhaltenes Immunsystem. Ein Antikörpertyp, der als breit neutralisierende Antikörper (BNabs) bezeichnet wird und verschiedene HIV-Gentypen abtötet, wird bei Elite-Controllern schneller produziert als bei normalen Menschen, was bedeutet, dass diese Antikörper in der Lage sind, ein breiteres Netz von HIV abzutöten. Im Gegensatz dazu würde ein normaler Mensch Jahre brauchen, um BNabs zu produzieren, und dann würde sich das HIV bereits latent verstecken

Obwohl Elite-Kontrolleure HIV schneller bekämpfen, werden sie wegen nicht-HIV-bedingter Krankheiten doppelt so oft ins Krankenhaus eingeliefert wie Nicht-Elite-Kontrolleure. Während die Studien rund um BNabs zu einem Impfstoff führen können, sind weitere klinische Studien erforderlich, um das Potenzial dieser Antikörper zur Heilung von HIV zu bewerten.

Immunologische Wirkstoffe

Immunologische Wirkstoffe können helfen, HIV gezielt zu bekämpfen und abzutöten, nachdem das Virus seine Reservoirs und Verstecke verlassen hat. Moderna, ein Biotech-Unternehmen, entwickelt einen HIV-Impfstoff, der an Affen getestet wurde. Der Impfstoff soll dem Körper beibringen, HIV-Varianten zu erkennen und die Produktion von virusähnlichen Partikeln (VLPs) im Körper zu induzieren. Ein ähnlicher erfolgreicher Impfstoff ist der humane Papillomavirus-Impfstoff, der ebenfalls VLPs verwendet.

Das Antibiotikum Concanamycin A ist eine weitere immunologische Strategie, die Forscher untersuchen. Ein Forscherteam hat sich auf ein Protein namens Nef konzentriert, das HIV verwendet, um das Immunsystem des Körpers zu umgehen. Es wurde festgestellt, dass ein Pleikomacrolid oder eine Klasse von Antibiotika namens Concanamycin A Nef behindert. Forscher glauben, dass diese Art der Therapie in Kombination mit ART HIV aus dem Körper entfernen könnte.

Ein Wort von Verywell

Die meisten Studien zu einem HIV-Heilmittel oder -Impfstoff werden derzeit in vitro oder an Tieren durchgeführt oder befinden sich in den frühen Stadien klinischer Studien. Die Suche nach einem endgültigen Heilmittel für HIV ist im Gange, und in der wissenschaftlichen Forschung tauchen immer wieder neue Entdeckungen auf. Derzeit ist die antiretrovirale Therapie die einzige verfügbare Behandlung für HIV-positive Personen. Bis ein Heilmittel oder ein Impfstoff für HIV entwickelt ist, bleiben die Prävention einer HIV-Infektion durch sichere Praktiken, eine Therapie nach der Exposition und eine Therapie vor der Exposition zusammen mit Tests zur Identifizierung aktiver Fälle die einzigen Möglichkeiten, das Virus zu vermeiden.