Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS) do virus HIV (human immuno deficiency virus) gây nên và là bệnh đại dịch thế kỷ, gây tử vong lớn. Virus HIV gồm có 2 typ chính là HIV typ I chiếm 98% và HIV typ II chiếm khoảng 2%.
Hình 22. Cấu tạo virus HIV Hình 23. Genome của virus HIV
Hệ gen của HIV có kích thước khoảng 10kb bao gồm 9 gen chính: gag, pol, env, vif, tat, vpu, nef, vpr và rev. Sau khi xâm nhiễm vào tế bào người, hệ gen của HIV gắn và hoà nhập vào hệ gen của người tạo nên dạng tiền HIV (provirus) ở vô số tế bào lympho T và các tế bào có thẩm quyền miễn dịch khác, gây suy giảm miễn dịch ở người mắc phải. Trong những điều kiện nhất định, dạng tiền virus HIV có thể tạo ra virus HIV mới, xâm nhiễm vào nhiều tế bào khác như tế bào lympho B, đại thực bào, bạch cầu, tế bào thần kinh v.v...gây suy giảm nhanh chóng hệ miễn dịch của người. Tứ đó biểu hiện các triệu chứng bệnh AIDS theo các nguồn bệnh nhiễm trùng khác nhau.
Hình 24. Chu trình tái bản của virus HIV.
Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã nghiên cứu thí nghiệm nhiều biện pháp phịng chống và điều trị HIV/AIDS. Để hạn chế nhiễm HIV và đại dịch AIDS trên toàn thế giới, người ta đã nghiên cứu điều chế nhiều loại kháng sinh và biệt dược như: starudine, lamirudine, azathioprin (AZT) antiretrovir (ARV) v.v...nhất là RAN kháng virus để góp phần điều trị HIV/AIDS, kéo dài sự sống cho những người nhiễm HIV. Có nhiều loại thuốc điều trị HIV/AIDS nhưng hiệu quả kém do HIV đã có các đột biến thích ứng. Hướng mới trong điều trị AIDS là sử dụng liệu pháp gen.
- Xu hướng chủ yếu của liệu pháp gen trong điều trị nhiễm HIV/AIDS là:
+ Chuyển các gen liệu pháp nhằm hạn chế khả năng xâm nhiễm và nhân bản của HIV.
+ Kích thích các gen của cơ thể để tăng cường miễn dịch chống sự phát triển của HIV.
+ Sử dụng các gen tự sát (Suicide gene) đã biến đổi làm cho các tế bào đã nhiễm HIV tự chết.
+ Tạo vacine phịng chống nhiễm HIV bằng cơng nghệ di truyền.
- Một số liệu pháp gen trong điều trị HIV/AIDS là:
+ Phòng chống HIV/AIDS bằng cách ức chế hoạt động của gen của HIV, hoặc làm biến đổi gen của HIV:
Theo hướng liệu pháp này là thiết kế vector mang gen liệu pháp đưa vào tế bào, cơ thể người bị nhiễm HIV nhằm phục hồi hệ thống miễn dịch nhưng lại không gây phản ứng phụ bất lợi cho người bệnh. Các vector liệu pháp sử dụng để phòng chống HIV/AIDS là andenovirus, AAV, oligonucletit, liposom v.v... Vector AAV đựơc gắn một gen liệu pháp nhằm hạn chế sự sao chép, nhân bản của HIV. Vector adenovirus có gắn 2 gen của HIV đã bị biến đổi như gen gag, tpa và một số gen của adenovirus đã bị biến đổi là gen Ad5 tạo ra vector Ad5Flag, hoặc vector Ad5tpagag. Khi đưa các vector này vào tế bào lây nhiễm HIV thì khả năng lây nhiễm HIV giảm đi. Hy vọng sẽ có ứng dụng trên người. Một số vector khác như pCMVA9 (gen virus HIV1 cắt bớt một một số gen, cài thêm promotor hCMV và tín hiệu đóng gói SD), hoặc vector HIV chuyển dịch (mang gen GA, RRE và promotor hCMV) đã góp phần ngăn cản sự sao chép, nhân bản của HIV.
Bên cạnh đó cịn một số vector liệu pháp khác như: các oligo-antisens, ribozym,... đang đựơc thử nghiệm nhằm hạn chế sự xâm nhiễm, hạn chế khả năng sao chéo, nhân bản của HIV.
Theo hướng này, người ta sử dụng các gen đột biến Rev10, gen tăng cường hoạt động của gen cytokin, hoặc sử dụng các gen tự tử và gen độc tố (toxic gene). Sử dụng vector oligonucleotit mang gen Rev10 chuyển vào tế bào lympho TCD4 đã kìm hãm được sự xâm nhiễm của HIV. Cũng có thể sử dụng liệu pháp gen tăng cường hoạt động của các gen cytokin tổng hợp các protein đáp ứng miễn dịch. Cytokin có nhiều loại khác nhau, trong đó các interferon (IFNα, IFNβ và IFNγ ) là quan trọng nhất. Interferon ngăn cản sự xâm nhiễm của các loại virus trong đó có HIV. Cytokin đựơc tổng hợp chủ yếu từ tế bào lympho T, trong đó có nhóm interleukin (IL1, IL2, ..., IL13) mà chủ yếu là interleukin IL2 có tác dụng kích thích tăng sinh của tế bào lympho TCD4 , đồng thời khống chế sự sao chép, nhân bản của HIV.
Sử dụng các gen tự sát (Suicide gene) và gen độc tố đưa vào tế bào mới bị xâm nhiễm HIV cũng là liệu pháp gen để phòng chống HIV. Gen tự tử đưa vào tế bào bị HIV xâm nhiễm làm ức chế hoạt động của enzym sao chép ADN polymerase trong tế bào, làm cho sự sao chép DNA của tế bào bị gián đoạn, tế bào co lại và chết. Do vậy HIV khơng có khả năng lây nhiễm sang tế bào thường khác. Việc sử dụng gen độc tố mới chỉ có những thử nghiệm ban đầu chưa có kết quả đáng kể.
(a) Vector adenovirus (AdV) phân phối gen Herpes simplex thymidine kinase (TK) tới tế bào đích của nó.
(b) Sự biểu hiện của thuốc chống virus ganciclovir (GCV).
(c) GCV-P có thể chuyển đến ngay sát các tế bào xuyên qua khe hở nơi (d) các enzim kinases của động vật có thể gắn thêm 2 phosphates tạo thành trinucleotide (GCV-P-P-P).
(e) GCV-P-P-P có thể hợp nhất vào DNA; tuy nhiên, DNA polymerases không tái bản DNA chứa GCV-P-P-P. Sự phân bào bị gián đoạn và các tế bào chết. Vì GCV- P có thể chuyển tới các tế bào gần kề nên không cần chuyển gen tới tất cả các tế bào bởi vector virus và gọi là hiệu ứng ngoài.