Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford han descubierto una nueva manera de diseñar las células clave del sistema inmunológico por lo que permanecen resistentes a la infección por el VIH, el virus que causa el SIDA.
Un nuevo estudio describe el uso de un tipo de tijeras moleculares para cortar y pegar una serie de VIH resistentes a los genes en las células T, las células inmunes especializadas dirigidas por el virus del SIDA. El genoma de edición se realizó en un gen que el virus utiliza para ganar la entrada en la célula. Por desactivación de un gen receptor e insertar otros genes anti-VIH, el virus se bloquea la entrada de las células, lo que le impide destruir el sistema inmunológico, dijo Matthew Porteus, MD, profesor asociado de pediatría de la Universidad de Stanford y un hematólogo / oncólogo pediátrico en el Hospital de Niños Lucile Packard.
«Tenemos una inactivada de los receptores que utiliza el VIH para entrar y ha añadido nuevos genes para proteger contra el VIH, por lo que tenemos varios niveles de protección, lo que llamamos apilamiento», dijo Porteus, investigador principal del estudio. «Podemos usar esta estrategia para hacer que las células que son resistentes a los dos tipos principales de VIH».
Dijo que el nuevo enfoque, una forma de terapia génica a medida, podrían acabar por sustituir el tratamiento farmacológico, en la que los pacientes tienen que tomar varios medicamentos diariamente para mantener el virus bajo control y prevenir las infecciones potencialmente mortales provocadas por el SIDA. El trabajo se realizó en el laboratorio, y los ensayos clínicos todavía sería necesario para determinar si el método funcionaría como una terapia. «Proporcionar una persona infectada con células T resistentes no curaría la infección viral», dijo Sara Sawyer, PhD, profesor asistente de genética molecular y microbiología de la Universidad de Texas en Austin y un co-autor del estudio. «Sin embargo, se les proporcionaría un conjunto protegido de las células T que protegerse del colapso inmune que normalmente da lugar a SIDA.»
Uno de los grandes retos en el tratamiento del SIDA es que el virus es conocido por mutación, por lo que los pacientes deben ser tratados con un cóctel de fármacos conocidos como terapia antirretroviral de gran actividad o TARGA que lo golpeó en varias etapas del proceso de replicación. Los investigadores fueron capaces de sortear el problema con un nuevo ataque en varios frentes genética que bloquea el VIH en varios frentes. Esencialmente, esperan imitar HAART través de la manipulación genética. Las bisagras de la técnica en el hecho de que el virus entra en las células T típicamente por engancharse a una de las dos proteínas de superficie conocidas como CCR5 y CXCR4.
Algunas de las últimas drogas ahora se utilizan en el trabajo de tratamiento al interferir con la actividad de estos receptores. Un pequeño número de personas portadoras de una mutación en CCR5 que los hace naturalmente resistentes al VIH. Un paciente con leucemia SIDA, ahora conocida como la paciente de Berlín, fue curado de VIH cuando recibió un trasplante de médula ósea de un donante que tenía el gen resistente a CCR5. Los científicos de Sangamo BioSciences en Richmond, California, han desarrollado una técnica que utiliza una proteína que reconoce y se une al gen del receptor CCR5, modificar genéticamente para imitar la versión naturalmente resistente. La técnica utiliza una nucleasa dedo de cinc, una proteína que puede dividir piezas de ADN, para inactivar eficazmente el gen del receptor.
La compañía está probando sus CCR5 genes resistentes en la fase-1 y -2 ensayos con pacientes de SIDA de la Universidad de Pennsylvania. Los científicos de Stanford utilizó un enfoque similar, pero con un toque añadido. Se utiliza el mismo nucleasa a cero en una sección no dañada de ADN del receptor CCR5 de. Se creó una ruptura en la secuencia y, en una hazaña de edición genética, pegado en tres genes conocidos para conferir resistencia al VIH, Porteus dijo. Esta técnica de colocación de varios genes útiles en un sitio particular se conoce como «amontonamiento». 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 y CXCR4. La desactivación del gen CCR5 por la nucleasa, así como la adición de los genes anti-VIH, creado varias capas de protección. El bloqueo de la infección por VIH a través de tanto el CCR5 y CXCR4 es importante, Porteus dicho, ya que no se ha logrado antes de la edición por genoma.
Para probar las capacidades de las células T protectoras de, los científicos han creado versiones en las que insertan una, dos y tres de los genes y luego se exponen a las células T a VIH. Aunque las células T con las modificaciones simple y doble gen estaban protegidos en cierta medida contra un ataque de VIH, los tripletes son con mucho las más resistentes a la infección. Estas células trillizos tenían la protección de más de 1.200 veces contra el VIH que lleva el receptor CCR5, y más de 1.700 veces más protección contra los que tienen el receptor CXCR4, informaron los investigadores. Las células T que no habían sido alteradas sucumbió a la infección con 25 días.
Porteus dijo que ve el trabajo como un importante paso adelante en el desarrollo de una terapia genética para el VIH. «Estoy muy emocionado por lo que ha pasado ya», dijo. «Esto es una mejora significativa en que la aplicación de la primera generación». Dijo que una posible desventaja de esta estrategia es que, si bien la nucleasa está diseñado para crear una ruptura en un solo lugar, que posiblemente podría causar una ruptura en otro lugar, lo que lleva al cáncer o aberración otra celda. Dijo que también es posible que las células no pueden tolerar el cambio genético. «Es posible que las células no le va a gustar que las proteínas están hechas para expresar, por lo que no va a crecer», dijo. Sin embargo, dijo que cree que ambos problemas son técnicamente superables.
Dijo que el paso siguiente de los investigadores es probar la estrategia en las células T procedentes de pacientes de SIDA, y luego pasar a la experimentación animal. Él dijo que espera comenzar los ensayos clínicos dentro de tres a cinco años. Aunque el método es laborioso, que requiere un enfoque adaptado a cada paciente, se ahorraría a los pacientes de una dependencia permanente de medicamentos antirretrovirales, los cuales tienen efectos secundarios adversos, Porteus señaló. Dijo que también espera poder adaptar estas técnicas para ser utilizadas contra otras enfermedades, como la anemia de células falciformes, una de sus áreas de interés. Porteus trabaja con pacientes en el servicio de Trasplante de Médula Ósea Pediátrico en Packard para la Infancia.
Además de Sawyer, colaboró con Richard Voit, un ex estudiante graduado de Stanford que ahora es un candidato MD / PhD en la Universidad de Texas Southwestern Medical Center, y Moira McMahon, PhD, un investigador postdoctoral anterior en Stanford que ahora trabaja en la Universidad de California-San Diego.
