Microglías, uno de los tipos de células de los que se ha conseguido eliminar el virus del sida mediante edición del ADN. Fuente: Wikipedia.
Aunque “edición” y “ADN” son dos términos que se suelen usar en contextos que difieren mucho entre sí, cada vez se usa más la primera palabra para describir ciertos procesos con los que modificar la genética.
Por ejemplo, últimamente hemos sabido de la eliminación de mutaciones genéticas vinculadas a enfermedades tan terribles como el Huntington, gracias al uso de la técnica de edición del ADN llamada CRISPR, o sobre la edición del ADN de embriones de mono, llevada a cabo por científicos chinos y destinada a modificar la expresión génica de estos animales.
Ahora, un equipo de científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad Temple de Filadelfia (EEUU) ha diseñado un método que permite cortar los genes del virus del sida insertados en el genoma de las víctimas de esta enfermedad, para curarlas.
De momento, el proceso se ha llevado a cabo con éxito solo en laboratorio, en células en cultivo e infectadas, pero esto ya “es un paso importante en el camino hacia una cura permanente para el SIDA", considera uno de los autores de la investigación, el científico Kamel Khalili. Las pruebas clínicas, sin embargo, aún quedan lejos, ha señalado Khalili en declaraciones recogidas por Eurekalert.
Por ejemplo, últimamente hemos sabido de la eliminación de mutaciones genéticas vinculadas a enfermedades tan terribles como el Huntington, gracias al uso de la técnica de edición del ADN llamada CRISPR, o sobre la edición del ADN de embriones de mono, llevada a cabo por científicos chinos y destinada a modificar la expresión génica de estos animales.
Ahora, un equipo de científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad Temple de Filadelfia (EEUU) ha diseñado un método que permite cortar los genes del virus del sida insertados en el genoma de las víctimas de esta enfermedad, para curarlas.
De momento, el proceso se ha llevado a cabo con éxito solo en laboratorio, en células en cultivo e infectadas, pero esto ya “es un paso importante en el camino hacia una cura permanente para el SIDA", considera uno de los autores de la investigación, el científico Kamel Khalili. Las pruebas clínicas, sin embargo, aún quedan lejos, ha señalado Khalili en declaraciones recogidas por Eurekalert.
Inspiración natural
En un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) a principios de la semana pasada, los investigadores estadounidenses detallan cómo crearon herramientas moleculares para eliminar el ADN proviral de uno de los dos tipos de virus del sida, el VIH-1.
Esta variante vírica del sida fue la primera descubierta, a mediados de la década de 1980 y es más virulenta e infecciosa que el VIH-2, además de la causante de la mayoría de infecciones por VIH en el mundo.
Las herramientas moleculares desarrolladas combinan una enzima que escinde genes y una hebra guía de ARN (gARN). Con estos instrumentos, se puede ‘cazar’ el genoma viral y separar el VIH-1 del material genético celular corriente.
Los investigadores se inspiraron para el desarrollo del sistema en un mecanismo de defensa contra las bacterias. En su laboratorio, diseñaron a partir de este concepto la hebra guía de ARN (con 20 nucleótidos) y la vincularon con una enzima nucleasa específica, llamada Cas9.
El proceso de funcionamiento es el siguiente: una vez en el interior de la célula, el ARN guía se dirige hacia unas regiones del genoma del VIH-1 llamadas repeticiones terminales largas (LTR), y presentes en ambos extremos de dicho genoma. Allí, la Cas9 corta los 9.709 nucleótidos del genoma virus, dejando limpia a la célula.
A partir de ese momento, la maquinaria de reparación de los genes de la célula se pone en marcha para unir los extremos del genoma que han quedado sueltos y reparar los daños. Para evitar cualquier riesgo de que el ARN guía se vincule accidentalmente con cualquier parte del genoma del paciente, los investigadores seleccionaron secuencias de nucleótidos que no aparecen en ninguna de las secuencias codificantes del ADN humano. De esta forma, se evitarían los efectos no deseados o los posibles daños padecidos por el ADN celular corriente.
Éxito y retos pendientes
El proceso de edición tuvo éxito en varios tipos de células que pueden albergar el VIH-1, incluyendo las microglías o células de Ortega; los macrófagos (células del sistema inmunitario que se localizan en los tejidos) o los linfocitos T.
Estas células pertenecen a los principales tipos de células infectadas por el VIH-1, “por lo que son los objetivos más importantes de esta tecnología", señala Khalili.
Sin embargo, antes de que esta técnica esté lista para su aplicación en pacientes, quedan varios retos importantes por afrontar.
Por una parte, los investigadores aún tienen que idear un método para liberar el agente terapéutico a cada célula infectada, individualmente. Por otra, dado que el VIH-1 es propenso a las mutaciones, el sistema debería individualizarse para las secuencias virales únicas de cada paciente.
Un aspecto interesante de la investigación es que ha demostrado que las herramientas moleculares desarrolladas podrían servir además como vacuna terapéuticas, pues células armadas con la combinación de nucleasa y ARN resultaron inmunes a la infección por VIH.
Esperanza
Los investigadores que se afanan en mejorar la edición el genoma creen que esta técnica, algún día, podría ayudar a curar no solo el sida u otras enfermedades víricas, sino también trastornos causados por mutaciones genéticas, como la hemofilia o la enfermedad de Huntington.
En general, la edición del genoma es un tipo de ingeniería genética en la que no solo se puede eliminar ADN (con las mencionadas enzimas nucleasas, consideradas una especie de “tijeras moleculares”), sino también insertarlo o remplazarlo.
En un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) a principios de la semana pasada, los investigadores estadounidenses detallan cómo crearon herramientas moleculares para eliminar el ADN proviral de uno de los dos tipos de virus del sida, el VIH-1.
Esta variante vírica del sida fue la primera descubierta, a mediados de la década de 1980 y es más virulenta e infecciosa que el VIH-2, además de la causante de la mayoría de infecciones por VIH en el mundo.
Las herramientas moleculares desarrolladas combinan una enzima que escinde genes y una hebra guía de ARN (gARN). Con estos instrumentos, se puede ‘cazar’ el genoma viral y separar el VIH-1 del material genético celular corriente.
Los investigadores se inspiraron para el desarrollo del sistema en un mecanismo de defensa contra las bacterias. En su laboratorio, diseñaron a partir de este concepto la hebra guía de ARN (con 20 nucleótidos) y la vincularon con una enzima nucleasa específica, llamada Cas9.
El proceso de funcionamiento es el siguiente: una vez en el interior de la célula, el ARN guía se dirige hacia unas regiones del genoma del VIH-1 llamadas repeticiones terminales largas (LTR), y presentes en ambos extremos de dicho genoma. Allí, la Cas9 corta los 9.709 nucleótidos del genoma virus, dejando limpia a la célula.
A partir de ese momento, la maquinaria de reparación de los genes de la célula se pone en marcha para unir los extremos del genoma que han quedado sueltos y reparar los daños. Para evitar cualquier riesgo de que el ARN guía se vincule accidentalmente con cualquier parte del genoma del paciente, los investigadores seleccionaron secuencias de nucleótidos que no aparecen en ninguna de las secuencias codificantes del ADN humano. De esta forma, se evitarían los efectos no deseados o los posibles daños padecidos por el ADN celular corriente.
Éxito y retos pendientes
El proceso de edición tuvo éxito en varios tipos de células que pueden albergar el VIH-1, incluyendo las microglías o células de Ortega; los macrófagos (células del sistema inmunitario que se localizan en los tejidos) o los linfocitos T.
Estas células pertenecen a los principales tipos de células infectadas por el VIH-1, “por lo que son los objetivos más importantes de esta tecnología", señala Khalili.
Sin embargo, antes de que esta técnica esté lista para su aplicación en pacientes, quedan varios retos importantes por afrontar.
Por una parte, los investigadores aún tienen que idear un método para liberar el agente terapéutico a cada célula infectada, individualmente. Por otra, dado que el VIH-1 es propenso a las mutaciones, el sistema debería individualizarse para las secuencias virales únicas de cada paciente.
Un aspecto interesante de la investigación es que ha demostrado que las herramientas moleculares desarrolladas podrían servir además como vacuna terapéuticas, pues células armadas con la combinación de nucleasa y ARN resultaron inmunes a la infección por VIH.
Esperanza
Los investigadores que se afanan en mejorar la edición el genoma creen que esta técnica, algún día, podría ayudar a curar no solo el sida u otras enfermedades víricas, sino también trastornos causados por mutaciones genéticas, como la hemofilia o la enfermedad de Huntington.
En general, la edición del genoma es un tipo de ingeniería genética en la que no solo se puede eliminar ADN (con las mencionadas enzimas nucleasas, consideradas una especie de “tijeras moleculares”), sino también insertarlo o remplazarlo.
Referencia bibliográfica:
W. Hu, R. Kaminski, F. Yang, Y. Zhang, L. Cosentino, F. Li, B. Luo, D. Alvarez-Carbonell, Y. Garcia-Mesa, J. Karn, X. Mo, K. Khalili. RNA-directed gene editing specifically eradicates latent and prevents new HIV-1 infection. Proceedings of the National Academy of Sciences (2014). DOI: 10.1073/pnas.1405186111.
W. Hu, R. Kaminski, F. Yang, Y. Zhang, L. Cosentino, F. Li, B. Luo, D. Alvarez-Carbonell, Y. Garcia-Mesa, J. Karn, X. Mo, K. Khalili. RNA-directed gene editing specifically eradicates latent and prevents new HIV-1 infection. Proceedings of the National Academy of Sciences (2014). DOI: 10.1073/pnas.1405186111.