Sistem Penghantaran mRNA Eksperimen Mengaktifkan Semula HIV Tersembunyi dalam Sel Makmal

Terobosan dalam penghantaran, belum lagi penawar HIV

Penyelidik di Melbourne telah membangunkan nanopartikel lipid yang dipanggil LNP X, yang menghantar RNA pengutus ke dalam sel T CD4 yang rehat dengan kecekapan lebih 75% dalam eksperimen makmal. Sistem itu juga mengaktifkan semula HIV pendam dalam sel yang dikumpulkan daripada orang yang hidup dengan virus tersebut, sekali gus menangani halangan utama dalam usaha mencari penawar: mencapai sel dijangkiti yang kekal senyap semasa rawatan.

Kajian itu, yang diterbitkan pada 29 Mei 2025 dalam Nature Communications, dijalankan di Peter Doherty Institute for Infection and Immunity, University of Melbourne. Penyelidik Paula Cevaal, Stanislav Kan, Bridget Fisher dan Michael Moso menjalankan kerja di makmal Sharon Lewin dan Michael Roche.

Penemuan utama kajian ini berkaitan penghantaran dan pengaktifan semula HIV, bukan penghapusan jangkitan. Para saintis menggunakan sel terpencil, bukannya rawatan yang diberikan kepada manusia. Mereka tidak menunjukkan bahawa LNP X menghapuskan takungan HIV, membolehkan sesiapa berhenti mengambil ubat atau menghasilkan penawar.

Penulis utama kajian, Paula Cevaal, seorang penyelidik di Doherty Institute, menerangkan hasil kajian itu dalam satu kenyataan:

Sebagai penyelidik penawar HIV, matlamat kami adalah untuk mencapai virus di tempat ia bersembunyi,

Perbezaan antara mencapai HIV dengan menghapuskannya adalah penting. Eksperimen ini menawarkan cara untuk mengaktifkan virus pendam dan berpotensi menjadikannya kelihatan kepada pertahanan imun. Rawatan yang berjaya masih perlu memastikan sel dijangkiti dihapuskan, atau HIV kekal terkawal tanpa ubat antiretroviral berterusan.

Mengapa HIV yang ditekan boleh kembali

Terapi antiretroviral menghentikan pembiakan HIV dan boleh mengekalkan virus itu dalam keadaan terkawal selama-lamanya. Rawatan ini membantu orang menjalani kehidupan lebih panjang dan sihat serta mengurangkan risiko penularan. Namun, ia tidak menghapuskan setiap sel yang dijangkiti.

HIV menyisipkan bahan genetiknya ke dalam DNA sel manusia. Sesetengah sel T CD4 yang dijangkiti, yang membantu menyelaraskan tindak balas imun, memasuki keadaan rehat. Bahan virus itu kemudian boleh kekal sebahagian besarnya tidak aktif, dengan aktiviti virus yang terlalu rendah untuk mendedahkan sel dijangkiti kepada pertahanan imun.

Sel-sel ini membentuk sebahagian daripada takungan HIV. Sesetengahnya menyimpan virus yang mampu memulakan semula jangkitan, menjelaskan sebab HIV boleh kembali selepas rawatan dihentikan. Ubat mengawal replikasi virus aktif, tetapi DNA virus pendam menimbulkan masalah yang berbeza.

Penyelidikan Melbourne ini menumpukan pada pembalikan kependaman: mencetuskan HIV tersembunyi supaya kembali aktif. Pendekatan ini kadangkala disebut sebagai pendekatan "rangsang dan hapuskan". Langkah pertama membangkitkan virus; langkah kedua mesti menghapuskan sel yang dijangkiti. Kajian baharu ini memajukan langkah pertama, manakala langkah kedua masih belum diselesaikan.

Kandungan yang dihantar LNP X ke dalam sel rehat

RNA pengutus, atau mRNA, ialah set arahan sementara yang digunakan oleh sel untuk menghasilkan protein. Para penyelidik membungkus arahan itu dalam nanopartikel lipid, iaitu zarah kecil daripada bahan berlemak yang membantu mengangkut muatannya ke dalam sel.

Konsep umum penghantaran ini sudah diketahui menerusi vaksin mRNA terhadap COVID-19. Namun, tujuannya di sini berbeza: penyelidik berusaha menghantar arahan ke dalam sel T rehat dan mengaktifkan HIV yang sudah berada di dalamnya, bukannya memberi vaksin kepada seseorang daripada jangkitan baharu.

Sel T CD4 rehat sukar dicapai dengan mRNA. Kaedah penghantaran perlu memasukkan bahan secukupnya sambil mengelakkan kerosakan atau pengaktifan sel yang tidak diingini. LNP X direka untuk menangani masalah itu.

Ringkasan bertarikh 29 Jun oleh European AIDS Treatment Group menghuraikan penghantaran calon alat, termasuk mRNA HIV Tat dan pengaktifan CRISPR pada ulangan hujung panjang HIV, yang dikenali sebagai CRISPRa. Ringkasan itu menyatakan bahawa penemuan tersebut ialah hasil makmal, bukannya bukti rawatan berkesan pada manusia.

Eksperimen Tat menggunakan mRNA yang mengekodkan 72 asid amino pertama protein HIV Tat. Tat membantu mengaktifkan transkripsi virus, iaitu proses menyalin arahan genetik kepada RNA. Penghantaran arahan untuk protein ini mendorong bahan genetik HIV pendam supaya kembali aktif.

Perkara yang benar-benar dibuktikan oleh eksperimen

Kecekapan penghantaran yang dilaporkan melebihi 75% dalam sel T CD4 rehat. Kecekapan transfeksi, istilah teknikal bagi ukuran ini, menerangkan sejauh mana arahan genetik berjaya dimasukkan ke dalam sel. Ini tidak bermakna 75% HIV dihapuskan atau 75% sel dijangkiti dimusnahkan.

Perbezaan ini mengelakkan angka makmal yang menggalakkan daripada disalah anggap sebagai kadar penawar. Penghantaran yang cekap diperlukan bagi pendekatan ini, tetapi ia hanya satu bahagian daripada rawatan yang ingin dibangunkan oleh para saintis.

mRNA Tat membalikkan kependaman HIV dalam sel T CD4 yang diambil daripada orang dengan HIV dan dikaji di luar badan. Eksperimen ini disebut ex vivo, bermaksud sel berasal daripada manusia tetapi dirawat selepas dikumpulkan.

Penyelidik melaporkan tiada ketoksikan yang ketara atau pengaktifan sel T yang tidak diingini dalam keadaan yang diuji. Ini menggalakkan kerana beberapa usaha terdahulu untuk membalikkan kependaman menunjukkan aktiviti yang lemah atau kesan berbahaya di luar sasaran.

Pemerhatian makmal tidak membuktikan keselamatan di seluruh tubuh yang hidup. Sel dalam piring menerima pendedahan terkawal; zarah yang diberikan kepada seseorang perlu beredar, mencapai tisu berkaitan dan menghantar muatannya tanpa menyebabkan kesan yang tidak boleh diterima di tempat lain. Kajian ini tidak menyelesaikan cabaran tersebut.

Penghantaran CRISPR ialah hasil yang berasingan

LNP X juga menghantar alat untuk pengaktifan CRISPR. CRISPRa menggunakan komponen yang berasal daripada teknologi CRISPR untuk meningkatkan aktiviti pada sasaran genetik yang dipilih. Kaedah ini berbeza daripada penggunaan CRISPR untuk memotong keluar DNA HIV atau menyahaktifkannya secara kekal.

Huraian terperinci eksperimen ini meletakkan demonstrasi pengaktifan CRISPR dalam garis sel T manusia terabadi, iaitu populasi sel yang dikekalkan untuk kajian makmal berulang. Sebaliknya, eksperimen pembalikan kependaman Tat turut melibatkan sel CD4 yang dikumpulkan daripada orang dengan HIV.

Huraian yang lebih umum mengelompokkan Tat dan CRISPRa sebagai calon alat yang dibawa oleh LNP X. Perbezaan keadaan eksperimen ini penting: hasil daripada garis sel makmal tidak membuktikan prestasi yang sama dalam sel rehat daripada pesakit, apatah lagi dalam tubuh seseorang.

Penyelidik menunjukkan platform penghantaran yang boleh membawa lebih daripada satu jenis muatan. Mereka tidak menunjukkan bahawa platform ini membuang HIV daripada sel manusia dalam persekitaran klinikal. Pembuangan genetik atau penyahaktifan HIV secara kekal masih merupakan kemungkinan penggunaan pada masa depan, bukannya hasil yang dibuktikan oleh kajian ini.

Pengaktifan semula masih memerlukan cara untuk menghapuskan sel dijangkiti

Mengaktifkan HIV mungkin mendedahkan sel dijangkiti melalui bahan virus yang dihasilkannya. Ini boleh membuka peluang kepada pertahanan imun atau rawatan lain untuk menghapuskannya. Namun, pendedahan semata-mata tidak menjamin sel itu akan dibunuh.

Agen pembalik kependaman terdahulu meningkatkan aktiviti HIV dalam eksperimen makmal tetapi tidak mengurangkan takungan dengan boleh dipercayai apabila digunakan secara bersendirian. Sesetengahnya juga bertindak di luar sasaran HIV dan boleh menyebabkan ketoksikan. Pengalaman itu menjelaskan mengapa kaedah pengaktifan semula yang lebih berkesan masih perlu diuji sebagai sebahagian daripada strategi rawatan yang lengkap.

Pasukan Melbourne sedang mengkaji cara menghantar arahan tanpa mengaktifkan sel T secara meluas. Mengaktifkan semula virus dan mengaktifkan keseluruhan sel imun ialah dua peristiwa biologi yang berbeza. Mengelakkan perkara kedua mungkin membantu mengehadkan kesan yang tidak diingini, walaupun manfaat itu masih perlu diuji di luar sel terpencil.

Pendekatan pada masa depan berkemungkinan menggabungkan pembalikan kependaman dengan intervensi lain yang membantu menghapuskan sel dijangkiti, seperti rawatan yang menguatkan tindak balas imun terhadap HIV. Penyelidikan ini belum menentukan gabungan yang berkesan, sejauh mana pengurangan takungan yang boleh dicapai atau sama ada ia dapat mencegah virus daripada kembali.

Daripada idea pada 2020 kepada ujian haiwan

Sharon Lewin, yang menyelia penyelidikan bersama Michael Roche, mengaitkan program itu dengan kerja yang bermula semasa pandemik COVID-19. Dalam satu kenyataan, beliau menerangkan bagaimana projek mRNA terdahulu mencetuskan penyelidikan HIV:

Pada 2020, makmal saya mula mengkaji mRNA untuk menghantar rawatan baharu bagi COVID-19. Kerja itu mencetuskan banyak idea baharu untuk HIV, walaupun kedua-duanya ialah virus yang sangat berbeza,

Urutan ini menunjukkan tempoh pembangunan bertahun-tahun di sebalik penemuan tersebut serta betapa awalnya rawatan yang dicadangkan ini:

• 2020: Makmal Lewin mula meneroka penghantaran mRNA untuk rawatan COVID-19 yang berpotensi, kerja yang membantu mencetuskan program HIV.
• 29 Mei 2025: Nature Communications menerbitkan kajian LNP X.
• Jun 2025: Laporan tentang penemuan itu menyatakan persediaan untuk ujian praklinikal terhadap haiwan.
• 29 Jun 2025: European AIDS Treatment Group menerbitkan ringkasan hasil makmal tersebut.

Tiada tarikh permulaan ujian terhadap manusia diberikan. Ujian haiwan perlu terlebih dahulu menilai sama ada penghantaran dan pengaktifan semula HIV boleh dilakukan dengan selamat dalam organisma hidup.

Perkara yang perlu diuji sebelum manusia dapat menerima manfaat

Kajian lanjut perlu menentukan dos yang sesuai, keselamatan dan taburan bio. Taburan bio bermaksud lokasi nanopartikel bergerak dan terkumpul dalam tubuh. Sistem yang mencapai sel terpencil dengan cekap mungkin berkelakuan berbeza apabila terdedah kepada organ, tisu dan jenis sel lain.

Penyelidik juga perlu menentukan sama ada sebahagian besar takungan yang berkaitan dapat dicapai dan sama ada pengaktifan semula boleh digabungkan dengan penghapusan yang boleh diharap. Program klinikal perlu membezakan peningkatan sementara aktiviti HIV daripada pengurangan jangkitan yang berkekalan.

Doktor Benjamin Young, M.D., Ph.D., menganggarkan urutan pembangunan yang optimistik melibatkan kajian selama dua hingga tiga tahun tanpa melibatkan manusia, diikuti kemungkinan sehingga 10 tahun ujian terhadap manusia merentas fasa 1, 2 dan 3. Secara umum, fasa-fasa ini bermula dengan ujian keselamatan awal, kemudian menilai keberkesanan dan mengesahkan hasil dalam kumpulan yang lebih besar.

Anggaran itu bukan jadual yang diumumkan oleh penyelidik, dan kemajuan bergantung pada hasil yang boleh diterima pada setiap peringkat. Ini bermakna rawatan yang berguna secara klinikal mungkin mengambil masa bertahun-tahun untuk dibuktikan, sekalipun pembangunannya berjaya.

Platform penghantaran ini juga mungkin berguna untuk keadaan selain HIV. Michael Roche, yang turut menyelia kajian itu, menyebut kanser dan penyakit autoimun sebagai bidang yang mungkin dikaji pada masa depan:

Sel darah putih tempat HIV bersembunyi turut terlibat dalam penyakit lain, termasuk sesetengah kanser dan keadaan autoimun,

Kemungkinan tersebut bergantung pada keupayaan membawa arahan berbeza ke dalam sel imun yang berkaitan. Eksperimen HIV ini tidak membuktikan keberkesanan terhadap kanser atau penyakit autoimun. Bagi orang yang hidup dengan HIV hari ini, pesanan praktikalnya tidak berubah: penemuan makmal ini bukan alasan untuk menghentikan terapi antiretroviral.

Perkara Utama

• Kajian pada 29 Mei 2025 menguji LNP X dalam sel makmal, bukan sebagai rawatan yang diberikan kepada manusia.
• Kecekapan penghantaran mRNA yang dilaporkan melebihi 75% dalam sel T CD4 rehat. Ini bukan kadar penawar.
• mRNA Tat mengaktifkan semula HIV pendam dalam sel yang dikumpulkan daripada orang yang hidup dengan virus tersebut.
• Tiada ketoksikan ketara atau pengaktifan sel T yang tidak diingini diperhatikan dalam keadaan makmal yang diuji.
• Penghantaran pengaktif CRISPR turut ditunjukkan, dengan huraian terperinci mengenal pasti penggunaan garis sel T terabadi.
• Kajian haiwan, penilaian dos dan ujian keselamatan diperlukan sebelum ujian terhadap manusia. Tiada tarikh permulaan ujian diumumkan.
• Mengaktifkan semula HIV tidak menghapuskan jangkitan dengan sendirinya. Rawatan antiretroviral masih diperlukan.