Das Wunder des „Berliner Patienten“ ist wieder aufgetaucht. Hat die Menschheit AIDS besiegt?

Am 10. März 2020 wurde eine Studie in der renommierten medizinischen Fachzeitschrift The Lancet veröffentlicht? In einem Artikel in der Fachzeitschrift HIV wurde bekannt gegeben, dass ein HIV-Infizierter 30 Monate nach dem Absetzen der Medikamente gesund blieb und damit der zweite Mensch weltweit ist, der von AIDS geheilt wurde. Er ist auch als „Londoner Patient“ bekannt.

Adam Castillejo, der „Londoner Patient“, Bildquelle: Andrew Testa für die New York Times

„Einmal infiziert, muss man lebenslang Medikamente nehmen“, warum ist HIV so schwer auszurotten?

AIDS ist wohl der größte Albtraum für die öffentliche Gesundheit der Menschheit im 20. Jahrhundert. Seit die US-amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention im Jahr 1981 den weltweit ersten Fall einer HIV-Infektion meldeten, sind fast 40 Millionen Menschen an der Krankheit gestorben.

Verglichen mit den Übertragungswegen des Coronavirus und des Grippevirus durch Tröpfchen, Kontakt und sogar Aerosole scheint HIV, das nur durch Blut, Mutter-Kind-Kontakt und sexuellen Kontakt übertragen werden kann, keine Probleme zu verursachen. Die aktuelle Situation sieht jedoch so aus, dass die medizinische Gemeinschaft dieses heimtückische Virus bereits seit fast 40 Jahren bekämpft und kaum etwas erreichen konnte: Die bestehenden medizinischen Methoden können das Virus bei HIV-infizierten Menschen lediglich mit Medikamenten auf ein niedriges Niveau senken, sodass die Träger gesund und nicht ansteckend bleiben.

Derzeit gibt es weltweit noch fast 40 Millionen HIV-Träger. Auch wenn sich ihre Lebenserwartung durch medikamentöse Intervention nicht von der normaler Menschen unterscheidet, gibt es derzeit keine Möglichkeit, das HIV-Virus im Körper der Patienten vollständig zu eliminieren, sodass eine Heilung im medizinischen Sinne noch in weiter Ferne liegt.

Warum ist AIDS schwer zu behandeln? Wir müssen zunächst verstehen, wie HIV den menschlichen Körper angreift.

Jedes Virus, das in eine Zelle eindringen und zerstörerische Aktivitäten ausführen möchte, muss über entsprechende Proteine ​​verfügen, die an Zelloberflächenmoleküle binden können. Bildlich gesprochen kann man die Zelle nur betreten, wenn man den „Schlüssel“ in der Hand hält, der das „Schloss“ auf der Oberfläche der Zelle öffnen kann. Dies erklärt auch, warum der menschliche Körper bei einer Infektion mit verschiedenen Viren unterschiedliche Symptome aufweist. Beispielsweise infiziert das Erkältungsvirus leicht die Epithelzellen der Atemwege und verursacht häufig Atemwegssymptome, während das Tollwutvirus Nervenzellen angreift und Hirnschäden usw. verursacht.

HIV infiziert menschliche Zellen über ein Glykoproteinmolekül namens CD4. CD4-Moleküle kommen hauptsächlich auf der Oberfläche von T-Helferzellen (Th) vor, die ein sehr wichtiger Teil des menschlichen Immunsystems sind. Sie können die Aktivierung zytotoxischer T-Zellen und B-Zellen durch die Sekretion von Zytokinen und auf andere Weise fördern und das Immunsystem bei der Beseitigung von Krankheitserregern anleiten.

Wenn HIV den menschlichen Körper zum ersten Mal infiziert, ist das Immunsystem in der Lage, die Krankheit zu bekämpfen. Das Tückische an HIV ist jedoch, dass die infizierten Th-Zellen von den zytotoxischen T-Zellen eliminiert werden, was wiederum die Immunantwort schwächt. Dieser Teufelskreis führt nicht nur dazu, dass das Immunsystem HIV nicht mehr eliminieren kann, sondern auch, dass es nicht mehr in der Lage ist, der Invasion anderer Krankheitserreger zu widerstehen. Letztendlich wird das Immunsystem der infizierten Person vollständig zerstört und die meisten AIDS-Patienten sterben an den Folgen anderer Infektionen.

CD4-Molekülstruktur auf der Oberfläche von Th-Zellen, Quelle: gemeinfrei

Abgesehen von der heimtückischen Wirkung, das menschliche Immunsystem anzugreifen, kann HIV als RNA-Virus auch sein eigenes genetisches Material in DNA umwandeln und in das menschliche Genom einfügen. Wenn Menschen Medikamente einnehmen, um die Synthese des Virus zu hemmen, versteckt sich HIV unter einem getarnten Namen im Genom der Zelle. Sobald die Medikamente abgesetzt werden, wird HIV wiederbelebt und synthetisiert erneut Viruspartikel, um weiterhin gesunde Zellen zu infizieren. Deshalb gilt auch heute noch die Regel: „Wer einmal infiziert ist, muss lebenslang Medikamente nehmen“, auch wenn wir Medikamente zur Eindämmung von HIV entwickelt haben.

Wer war der erste Mensch, der von AIDS geheilt wurde?

AIDS infiziert den Menschen seit fast 40 Jahren und nur ein Patient konnte vollständig geheilt werden. Er ist der wundersame „Berliner Patient“.

Wie wurde der erste AIDS-Fall geheilt?

Die Forschung zur Behandlung von AIDS war schwierig, doch ein Durchbruch gelang, als Forscher entdeckten, dass HIV zur Infektion von Zellen nicht nur CD4 benötigt, sondern als Hilfsmittel auch ein anderes Molekül auf der Zelloberfläche. Meistens handelt es sich dabei um CCR5, in einigen Fällen um CXCR4 oder andere Moleküle. Mit anderen Worten: Wenn HIV in das Immunsystem eindringen will, muss es gleichzeitig an CD4 und CCR5 auf der Oberfläche der Immunzellen binden. Ein Immunsystem ohne CD4-Moleküle existiert nicht, aber CCR5 ist für den menschlichen Körper nicht essentiell. Einige Menschen mit CCR5-Mutationen (auf der Oberfläche von Immunzellen befinden sich keine CCR5-Moleküle) können dennoch ein normales Leben führen. Tatsächlich sind Homozygote, die zwei mutierte CCR5-Gene tragen, von Natur aus immun gegen AIDS (verursacht durch R5 HIV), aber nur 1 % der Menschen nordeuropäischer Abstammung sind homozygot für das mutierte CCR5-Gen. Darüber hinaus sind etwa 10 % der Menschen europäischer Abstammung Träger eines mutierten CCR5-Gens (heterozygot). Diese Menschen sind nicht vollständig immun gegen R5-HIV, aber relativ weniger anfällig.

Der Prozess des Eindringens des HIV-1-Virus in Immunzellen über CD4 und CCR5, Quelle: gemeinfrei

Forscher spekulieren, dass das HIV-Virus das „Ziel“, auf das es angewiesen ist, verlieren könnte, wenn das Immunsystem in eine Version ohne CCR5 umgewandelt wird. Dadurch würde das Ziel der Immunregeneration und Eliminierung des HIV-Virus erreicht. Allerdings kann diese Transformation derzeit nur durch eine Knochenmarktransplantation erreicht werden, die äußerst riskant ist und deren tatsächliche Wirksamkeit nicht bekannt ist. Aus den oben genannten Gründen erlangte die entsprechende Forschung erst mit dem Auftauchen des Berliner Patienten Timothy Brown große Bedeutung.

Timothy Brown infizierte sich bereits 1995 mit HIV und nimmt seitdem Medikamente zur Behandlung ein. Im Jahr 2006 wurde bei ihm jedoch akute myeloische Leukämie diagnostiziert und sein Leben war in Gefahr. Der Hämatologe Giro Huth ist Timothy Browns Leukämiearzt, aber kein AIDS-Experte. Zu diesem Zeitpunkt bestand die einzige Möglichkeit, Browns Leben zu retten, darin, so schnell wie möglich eine Knochenmarktransplantation durchzuführen. Während der Vorbereitungen für die Operation hatte Dr. Huth plötzlich eine Idee. Könnte ein Knochenmarkspender gefunden werden, der das Mutationsgen CCR5 trägt, bestünde die Hoffnung, das Immunsystem des Patienten während der Knochenmarktransplantation zu transformieren und so die Wirksamkeit dieser Therapie zu bestätigen. Nach einer schwierigen Suche wurde bei der 61. Person unter 80 Spendern, deren Knochenmark erfolgreich abgeglichen wurde, ein homozygotes CCR5-Mutationsgen festgestellt.

Berliner Patient - Timothy Brown, Quelle: Tumblr

Nachdem die hämatopoetischen Stammzellen mit dem mutierten CCR5 in den Berliner Patienten transplantiert worden waren, geschah ein Wunder. Genau wie von Dr. Huth erwartet, entwickelten sich die hämatopoetischen Stammzellen aus dem Knochenmark des Spenders erfolgreich zu einem Immunsystem, das gegen HIV immun war, das HIV-Virus beseitigte und die in die eigenen Zellen des Berliner Patienten integrierten HIV-Gene für immer inaktiv machte.

Der „Londoner Patient“ wurde mit der gleichen Methode geheilt wie der Berliner Patient

Nach der ersten Heilung waren die Ärzte zuversichtlich, das Wunder wiederholen zu können, doch aus verschiedenen Gründen geschah es nie wieder. Die Gründe hierfür werden wir im letzten Abschnitt dieses Artikels erörtern. Erst im März dieses Jahres, als der Londoner Patient den 30. Monat nach dem Absetzen der Medikamente erreichte und es zu keinem Rückfall lebender HIV-Viren in seinem Körper kam, konnten die Ärzte endlich bekannt geben, dass er der zweite Patient sei, der von AIDS geheilt worden sei.

Bei dem Londoner Patienten Adam Castillejo wurde 2003 im Alter von 23 Jahren HIV diagnostiziert. Durch die medikamentöse Behandlung sah er bis 2011 nicht anders aus als ein gesunder Mensch, dann wurde bei ihm Lymphom im Stadium 4 diagnostiziert. Zur Behandlung seines Lymphoms benötigte er eine Knochenmarktransplantation und glücklicherweise fand er einen Spender mit einer homozygoten CCR5-Mutation. Im Oktober 2017, 16 Monate nach der Knochenmarktransplantation, setzte er seine HIV-Medikamente freiwillig ab. Im März 2019, 17 Monate nach dem Absetzen der Medikamente, gaben seine Ärzte bekannt, dass seine HIV-Infektion möglicherweise geheilt werden könne. Dann, im März dieses Jahres, 30 Monate nachdem er die Medikamente abgesetzt hatte und kein lebendes HIV-Virus mehr in seinem Körper nachweisbar war, beschloss Castillejo, seine Identität preiszugeben und ein „Botschafter der Hoffnung“ für andere AIDS-Patienten zu werden.

Allerdings sind nach der Heilung nicht alle Spuren von HIV verschwunden. Wie beim Berliner Patienten enthielten auch beim Londoner Patienten einige Zellen noch im Zellkern verborgene HIV-Genfragmente. Diese ruhenden Gene waren jedoch wie Fossilien und konnten keinen Ärger mehr verursachen. 99 % der Immunzellen im Körper des Londoner Patienten stammten von einem Knochenmarkspender mit der CCR5-Mutation. Dies deutet darauf hin, dass die Knochenmarktransplantation sehr erfolgreich war und dass das neu aufgebaute Immunsystem auch eine wirksame Garantie für die Verhinderung eines HIV-Rückfalls darstellt.

CCR5-Rezeptorprotein auf der Zellmembran, Autor: Thomas Splettstoesser

Es gab zwei Fälle einer Heilung. Kann diese Behandlung im großen Maßstab angewendet werden?

Obwohl es zwei erfolgreiche Fälle gibt, handelt es sich bei der Behandlung von AIDS durch Knochenmarktransplantation immer noch um eine experimentelle Therapie, die noch nicht im großen Maßstab erprobt wurde.

Die Knochenmarktransplantation selbst ist ein sehr gefährlicher Eingriff. Die Testpersonen überleben möglicherweise aufgrund von Krebs, Infektionen oder anderen Gründen nicht. Heutzutage kann die Einnahme von Medikamenten das HIV-Virus unterdrücken und infizierten Menschen ein normales Leben ermöglichen. Das Eingehen von Risiken bei einer Knochenmarktransplantation steht jedoch nicht im Einklang mit dem Grundsatz, die Interessen der Patienten zu maximieren. Als Testpersonen kommen daher nur solche Patienten in Frage, die mit HIV infiziert sind und an Blutkrebs im Endstadium leiden, wie der Berliner und der Londoner Patient.

Da natürliche CCR5-Mutationen in der Bevölkerung äußerst selten sind, ist es für die oben genannten Testpersonen zudem sehr schwierig, eine geeignete Knochenmarkspende mit CCR5-Mutation zu finden, was die Anwendung dieser experimentellen Therapie stark einschränkt.

Warum können hämatopoetische Stammzellen also nicht genetisch bearbeitet werden, um die CCR5-Mutation zu erwerben?

Obwohl die Technologie zur Genomeditierung mittlerweile recht ausgereift ist und auch in einigen Behandlungsplänen für Blutkrebs wie CAR-T zum Einsatz kommt, ist es fast unmöglich, hämatopoetische Stammzellen in vitro zu kultivieren und zu vermehren. Sie können leicht ihre Stammzelleigenschaften verlieren und sich in andere Zelltypen differenzieren, wodurch sie für eine Transplantation unbrauchbar werden. Daher ist die Genomeditierung hämatopoetischer Stammzellen immer noch sehr schwierig und die Verwendung der Genomeditierung zur Erzeugung von CCR5-Mutationen zur Behandlung von AIDS ist derzeit kaum möglich.

Kunstillustration zur Genbearbeitung, Quelle: Freepik.com

Allerdings schreiten Wissenschaft und Technologie in rasantem Tempo voran und einige der neuesten Forschungsergebnisse geben uns Hoffnung, die Schwierigkeiten zu überwinden. Obwohl es von der theoretischen Entdeckung bis zur klinischen Anwendung noch ein weiter Weg ist, bin ich überzeugt, dass der Albtraum AIDS in naher Zukunft der Vergangenheit angehören wird.

Verweise

https://mp.weixin.qq.com/s/KngdehInM8WzGVKVG7ZXxg

https://www.nytimes.com/2020/03/09/health/london-patient-hiv-castillejo-takeaways.html

„Langzeitkontrolle von HIV durch CCR5 Delta32/Delta32-Stammzelltransplantation“. Das New England Journal of Medicine. 360 (7): 692–98.