Investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, han descubierto cómo diseñar células del sistema inmune para que estas sean resistentes a la infección por VIH, el virus causante del SIDA.
Los científicos utilizaron un tipo de ‘tijeras’ moleculares para cortar y pegar genes resistentes al VIH en las células T, unas células inmunes especializadas en luchar contra este virus. El genoma utilizado se realizó en un gen que el VIH utiliza para acceder a las células.
Desactivando el gen receptor e insertando otros genes anti-VIH, los investigadores consiguieron bloquear la entrada del virus a las células, lo que a su vez impediría que este destruya el sistema inmunológico, explica Mateo Porteus, profesor asociado de pediatría de la Universidad de Stanford y hematólogo y oncólogo pediátrico del Hospital Lucile Packard Children en un comunicado de Stanford.
“Hemos desactivado uno de los receptores que utiliza el VIH para acceder a las células, y hemos añadido nuevos genes protectores contra el VIH, por lo que hemos obtenido varios niveles de protección", añade Porteus, investigador principal del estudio. Esta estrategia “puede usarse para crear células resistentes a los dos tipos principales de VIH".
Porteus afirma que este nuevo método, de terapia génica a medida, podría llegar a sustituir el tratamiento farmacológico contra el SIDA, que consiste en la ingesta de varios medicamentos cada día con el fin de mantener el virus bajo control y prevenir las infecciones potencialmente mortales que el SIDA provoca. El trabajo ha sido realizado en laboratorio, por lo que aún serán precisos ensayos clínicos para determinar si el sistema podría funcionar o no como terapia.
“Proporcionar a una persona infectada (de SIDA) células T resistentes no curaría la infección viral", explica por su parte Sara Sawyer, profesora de genética molecular y microbiología de la Universidad de Texas en Austin y coautora del estudio. "Sin embargo, sí que le ayudaría a defenderse del colapso inmune que normalmente provoca esta enfermedad". El estudio ha aparecido publicado en la revista Molecular Therapy.
Los científicos utilizaron un tipo de ‘tijeras’ moleculares para cortar y pegar genes resistentes al VIH en las células T, unas células inmunes especializadas en luchar contra este virus. El genoma utilizado se realizó en un gen que el VIH utiliza para acceder a las células.
Desactivando el gen receptor e insertando otros genes anti-VIH, los investigadores consiguieron bloquear la entrada del virus a las células, lo que a su vez impediría que este destruya el sistema inmunológico, explica Mateo Porteus, profesor asociado de pediatría de la Universidad de Stanford y hematólogo y oncólogo pediátrico del Hospital Lucile Packard Children en un comunicado de Stanford.
“Hemos desactivado uno de los receptores que utiliza el VIH para acceder a las células, y hemos añadido nuevos genes protectores contra el VIH, por lo que hemos obtenido varios niveles de protección", añade Porteus, investigador principal del estudio. Esta estrategia “puede usarse para crear células resistentes a los dos tipos principales de VIH".
Porteus afirma que este nuevo método, de terapia génica a medida, podría llegar a sustituir el tratamiento farmacológico contra el SIDA, que consiste en la ingesta de varios medicamentos cada día con el fin de mantener el virus bajo control y prevenir las infecciones potencialmente mortales que el SIDA provoca. El trabajo ha sido realizado en laboratorio, por lo que aún serán precisos ensayos clínicos para determinar si el sistema podría funcionar o no como terapia.
“Proporcionar a una persona infectada (de SIDA) células T resistentes no curaría la infección viral", explica por su parte Sara Sawyer, profesora de genética molecular y microbiología de la Universidad de Texas en Austin y coautora del estudio. "Sin embargo, sí que le ayudaría a defenderse del colapso inmune que normalmente provoca esta enfermedad". El estudio ha aparecido publicado en la revista Molecular Therapy.
Cortar el paso al VIH
Uno de los grandes retos en el tratamiento del SIDA es que este virus es mutante, lo que obliga a dar a los pacientes un cóctel de medicamentos (TARGA) que influye en las distintas etapas del proceso de replicación del virus. Los investigadores fueron capaces de sortear este problema con un nuevo ataque genético, que bloquea el VIH en varios frentes. Esencialmente, lo que esperan los científicos es imitar la terapia TARGA a través de manipulación genética.
La técnica está basada en el hecho de que el virus normalmente entra en las células T enganchándose a una de las dos proteínas conocidas como CCR5 y CXCR4. Algunos de los más recientes medicamentos utilizados en el tratamiento del SIDA interfieren con la actividad de estos receptores. Además, un pequeño número de personas son portadoras de una mutación en la CCR5, que los hace resistentes al VIH. De hecho, un paciente con leucemia y SIDA fue curado cuando recibió un trasplante de médula ósea de un donante que tenía el gen resistente a la proteína CCR5.
Científicos de la compañía biofarmacéutica Sangamo BioSciences de Richmond, California, habían desarrollado anteriormente una técnica que utiliza una proteína que reconoce y se une al gen del receptor CCR5, y que está genéticamente modificada para imitar la versión resistente. La técnica utiliza una nucleasa con dedo de zinc, una proteína que puede dividir piezas de ADN, para desactivar eficazmente el gen del receptor. La compañía está probando actualmente estos genes CCR5-resistentes en ensayos con pacientes de SIDA, realizados en la Universidad de Pennsylvania.
Los científicos de Stanford han aplicado en este caso un enfoque similar, pero con un añadido. Emplearon la misma nucleasa pero centrándose en una sección no dañada de ADN del receptor CCR5. Generaron una ruptura en la secuencia y, en una hazaña de manipulación genética, pegaron en ella tres genes conocidos por conferir resistencia al VIH, explica Porteus.
La incorporación de los tres genes de resistencia ayudó a proteger a las células de la entrada del VIH, a través tanto de la CCR5 como de la CXCR4. La desactivación del gen CCR5 por la nucleasa, así como la adición de los genes anti-VIH, produjeron varias capas de protección.
Más cerca de la terapia génica
El bloqueo de la infección por VIH a través tanto de la CCR5 como de la CXCR4 es importante, afirma Porteus, ya que no se ha logrado antes. Para probar las capacidades de las células T protectoras, los científicos crearon versiones en las que se insertó uno, dos y tres de estos genes, y luego las expusieron a las células T para el VIH.
Aunque las células T con las modificaciones genéticas simple y doble se mostraron en cierta medida protegidas contra un ataque del VIH, las modificaciones triples fueron con mucho las más resistentes a la infección.
Estas células mostraron una protección 1.200 veces superior contra la enfermedad que los portadores del receptor CCR5, y más de 1.700 veces superior que los portadores del receptor CXCR4, informan los investigadores. Las células T que no habían sido alteradas sucumbieron a la infección en 25 días. Porteus considera que este trabajo es un importante paso hacia el desarrollo de una terapia genética contra el SIDA. "Estoy muy emocionado por lo que ha sucedido”, afirma.
Señala asimismo que una posible desventaja de esta estrategia es que, si bien la nucleasa está diseñada para crear una ruptura en un solo punto, posiblemente podría causar una ruptura en otro lugar, provocando cáncer o cualquier otra aberración celular. Añade que, además, es posible que las células no puedan tolerar el cambio genético.
Sin embargo, el investigador cree que ambos problemas son técnicamente superables. El paso siguiente será probar esta estrategia en células T de pacientes con SIDA, para luego pasar a la experimentación con animales. Porteus espera comenzar los ensayos clínicos dentro de entre tres y cinco años.
Aunque el método es laborioso, porque requiere un enfoque adaptado a cada paciente, podría ahorrar a los enfermos la dependencia permanente a medicamentos antirretrovirales, que tienen efectos secundarios adversos, añade el científico. Por último, Porteus espera adaptar estas técnicas para el tratamiento de otras enfermedades, como la anemia de células falciformes, una de sus áreas de investigación.
Uno de los grandes retos en el tratamiento del SIDA es que este virus es mutante, lo que obliga a dar a los pacientes un cóctel de medicamentos (TARGA) que influye en las distintas etapas del proceso de replicación del virus. Los investigadores fueron capaces de sortear este problema con un nuevo ataque genético, que bloquea el VIH en varios frentes. Esencialmente, lo que esperan los científicos es imitar la terapia TARGA a través de manipulación genética.
La técnica está basada en el hecho de que el virus normalmente entra en las células T enganchándose a una de las dos proteínas conocidas como CCR5 y CXCR4. Algunos de los más recientes medicamentos utilizados en el tratamiento del SIDA interfieren con la actividad de estos receptores. Además, un pequeño número de personas son portadoras de una mutación en la CCR5, que los hace resistentes al VIH. De hecho, un paciente con leucemia y SIDA fue curado cuando recibió un trasplante de médula ósea de un donante que tenía el gen resistente a la proteína CCR5.
Científicos de la compañía biofarmacéutica Sangamo BioSciences de Richmond, California, habían desarrollado anteriormente una técnica que utiliza una proteína que reconoce y se une al gen del receptor CCR5, y que está genéticamente modificada para imitar la versión resistente. La técnica utiliza una nucleasa con dedo de zinc, una proteína que puede dividir piezas de ADN, para desactivar eficazmente el gen del receptor. La compañía está probando actualmente estos genes CCR5-resistentes en ensayos con pacientes de SIDA, realizados en la Universidad de Pennsylvania.
Los científicos de Stanford han aplicado en este caso un enfoque similar, pero con un añadido. Emplearon la misma nucleasa pero centrándose en una sección no dañada de ADN del receptor CCR5. Generaron una ruptura en la secuencia y, en una hazaña de manipulación genética, pegaron en ella tres genes conocidos por conferir resistencia al VIH, explica Porteus.
La incorporación de los tres genes de resistencia ayudó a proteger a las células de la entrada del VIH, a través tanto de la CCR5 como de la CXCR4. La desactivación del gen CCR5 por la nucleasa, así como la adición de los genes anti-VIH, produjeron varias capas de protección.
Más cerca de la terapia génica
El bloqueo de la infección por VIH a través tanto de la CCR5 como de la CXCR4 es importante, afirma Porteus, ya que no se ha logrado antes. Para probar las capacidades de las células T protectoras, los científicos crearon versiones en las que se insertó uno, dos y tres de estos genes, y luego las expusieron a las células T para el VIH.
Aunque las células T con las modificaciones genéticas simple y doble se mostraron en cierta medida protegidas contra un ataque del VIH, las modificaciones triples fueron con mucho las más resistentes a la infección.
Estas células mostraron una protección 1.200 veces superior contra la enfermedad que los portadores del receptor CCR5, y más de 1.700 veces superior que los portadores del receptor CXCR4, informan los investigadores. Las células T que no habían sido alteradas sucumbieron a la infección en 25 días. Porteus considera que este trabajo es un importante paso hacia el desarrollo de una terapia genética contra el SIDA. "Estoy muy emocionado por lo que ha sucedido”, afirma.
Señala asimismo que una posible desventaja de esta estrategia es que, si bien la nucleasa está diseñada para crear una ruptura en un solo punto, posiblemente podría causar una ruptura en otro lugar, provocando cáncer o cualquier otra aberración celular. Añade que, además, es posible que las células no puedan tolerar el cambio genético.
Sin embargo, el investigador cree que ambos problemas son técnicamente superables. El paso siguiente será probar esta estrategia en células T de pacientes con SIDA, para luego pasar a la experimentación con animales. Porteus espera comenzar los ensayos clínicos dentro de entre tres y cinco años.
Aunque el método es laborioso, porque requiere un enfoque adaptado a cada paciente, podría ahorrar a los enfermos la dependencia permanente a medicamentos antirretrovirales, que tienen efectos secundarios adversos, añade el científico. Por último, Porteus espera adaptar estas técnicas para el tratamiento de otras enfermedades, como la anemia de células falciformes, una de sus áreas de investigación.