Forscherinnen und Forschern der Medizinischen Systembiologie am Universitäts KrebsCentrum - UCC der Medizinischen Fakultät der TU Dresden und des Heinrich-Pette-Instituts (HPI), Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie ist es gelungen, eine Designer-Rekombinase (Brec1) zu entwickeln, die das Provirus der meisten HIV-1-Primärisolate hochspezifisch aus dem Erbgut der Wirtszelle herausschneidet. Die Ergebnisse sind nun im renommierten Journal „Nature Biotechnology“ erschienen.

Mit 37 Millionen HIV-positiven Menschen und über zwei Millionen jährlichen Neuinfektionen stellt HIV weiterhin eine große Herausforderung für die Weltgesundheit dar. 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.

Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Abteilung für Medizinische Systembiologie der Medizinischen Fakultät der TU Dresden, sowie der Abteilung „Antivirale Strategien“ des Heinrich-Pette-Instituts, konnte jetzt mittels gerichteter molekularer Evolution eine Designer-Rekombinase (Brec1) entwickeln, die das Provirus der Mehrheit (>90%) der klinischen HIV-1-Isolate zielgenau aus der menschlichen Wirtszelle herausschneiden und entfernen kann. 

Dem Team ist es damit weltweit erstmals gelungen, den Ansatz erfolgreich direkt an HIV-Patientenmaterial zu demonstrieren. Zellschädigende oder genotoxische Nebeneffekte waren dabei nicht zu beobachten. Somit eignet sich Brec1 als vielversprechender Kandidat für eine mögliche Anwendung in zukünftigen HIV-Heilungsansätzen.

„Das Generieren von molekularen Skalpellen, wie der Brec1-Rekombinase, wird die Medizin verändern. Von dieser Entwicklung werden nicht nur HIV-Patienten, sondern auch viele andere Patienten mit genetisch-bedingten Erkrankungen profitieren. Wir stehen kurz davor, das Zeitalter der Genom-Chirurgie einzuläuten“, prognostiziert Prof. Frank Buchholz, TUD-Leiter der Studie.

An der Entwicklung der Brec1-Rekombinase war neben der Medizinischen Systembiologie (Prof. Frank Buchholz) der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden wesentlich das Heinrich-Pette-Institut, Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie (Prof. Joachim Hauber) beteiligt.

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Nature Biotechnology“ veröffentlicht:
Janet Karpinski, Ilona Hauber, Jan Chemnitz, Carola Schäfer, Maciej Paszkowski-Rogacz, Deboyoti Chakraborty, Niklas Beschorner, Helga Hofmann-Sieber, Ulrike C. Lange, Adam Grundhoff, Karl Hackmann, Evelin Schrock, Josephine Abi-Ghanem, M. Teresa Pisabarro, Vineeth Surendranath, Axel Schambach, Christoph Lindner, Jan van Lunzen, Joachim Hauber & Frank Buchholz (2016). Directed evolution of a recombinase that excises the provirus of most HIV-1 primary isolates with high specificity. Nature Biotechnology 2014 Feb 22, advance online publication. doi: 10.1038/nbt.3467.

PDF zum Download verfügbar unter:
http://tu-dresden.de/die_tu_dresden/fakultaeten/medizinische_fakultaet/news/docs/brec1d 

Informationen für Journalisten:
Prof. Dr. Frank Buchholz
Medizinische Systembiologie, UCC, 
Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden, 
01307 Dresden