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La técnica CRISPR-Cas9 logra eliminar el VIH de células infectadas en cultivos in vitro

Aunque todavía será necesario mejorar CRISPR-Cas9, esta técnica podría introducirse en el organismo con un sistema de administración similar a las vacunas de ARNm frente a la COVID-19

Dos estudios publicados en Journal of Virology y EBioMedicine, respectivamente, han hallado que el uso de la técnica CRISPR-Cas9 permitiría eliminar el ADN del VIH integrado en células infectadas y que al eliminar dicho virus integrado la replicación del VIH se detendría casi por completo sin daños inmediatos obvios en el ADN celular. De forma interesante, el uso de las técnicas de ARN mensajero (ARNm) utilizadas para las vacunas frente a la COVID-19 podría ser viable para introducir CRISPR-Cas9 en el organismo.

Cas9 –siglas en inglés de proteína 9 asociada a CRISPR (repetición palindrómica corta interespaciada regularmente, en sus siglas en inglés)– es una proteína que en trabajo conjunto con CRISPR (lo que se conoce como sistema CRISPR-Cas9) puede detectar y cortar secuencias de ADN concretas en el núcleo celular (véase La Noticia del Día 10/05/2017). Si se corta en varios puntos de la secuencia de un gen o región genómica, lo que se consigue con esta técnica es que ese gen o región se escinda. El sistema consta de la proteína Cas9 (encargada de cortar la secuencia de ADN) y de secuencias genéticas guía de ARN (gRNA, en sus siglas en inglés), que son las que llevan a Cas9 a unirse y cortar una secuencia concreta.

Con un gran potencial para tratar numerosas infecciones y enfermedades de base genética, la investigación en medicina con CRISPR-Cas9 se tornó más precavida –tras un inicio muy efervescente- después de la publicación de estudios que sembraron dudas sobre su seguridad en lo relativo a la inducción de mutaciones no deseadas por tratarse de una herramienta que, como cualquier otra, no tiene una precisión absoluta.

Con el objeto de aplicar CRISPR-Cas9 en la eliminación del ADN del VIH integrado en linfocitos CD4 y tratar de identificar consecuencias no deseadas de la técnica para poderla mejorar se pusieron en marcha dos estudios in vitro.

El primero de ellos, realizado por investigadores italianos, partió de un cultivo celular en el que introdujo en VIH a través de un vector retroviral similar al VIH. Las células que resultaron infectadas fueron expuestas al sistema CRISPR-Cas9, que había sido programado para cortar una parte del ADN viral integrado en el núcleo celular (concretamente la región LTR, que es la que activa la maquinaria celular implicada en la replicación del virus).

Después de 2 días del tratamiento con CRISPR-Cas9, los investigadores hallaron que la producción de proteínas virales se había detenido casi por completo.

Los investigadores también analizaron qué había sucedido con el material genético viral cortado y extraído del ADN celular. Así, observaron que pequeños fragmentos de ADN circular persistían en las células dos semanas después del tratamiento. Inicialmente se creía que estos fragmentos eran incapaces de general partículas virales viables, pero los investigadores hallaron que en algunos casos se formaban secuencias completas de material genético viral a partir de fragmentos cortados que se reensamblaban. De hecho, en determinadas condiciones manipuladas de laboratorio, los investigadores lograron que se formaran partículas virales que podrían estar indicando un potencial de persistencia de la infección, pero no se puede afirmar que ello suceda in vivo en caso de probarse la técnica en humanos.

El segundo estudio, realizado por investigadores estadounidenses, exploró algunos otros retos que la técnica CRISPR-Cas9 deberá afrontar. Dada la alta mutabilidad del VIH, los investigadores querían verificar si la técnica era capaz de mantener su potencial terapéutico en un contexto de alta variabilidad genética. También quisieron evaluar cómo podría administrarse in vivo dicha técnica.

En primer lugar, reprogramaron CRISPR-Cas9 para que detectara y eliminara múltiples regiones del ADN

viral integrado. En este sentido, hallaron que al atacar de forma simultánea a los genes tat y rev del VIH –que codifican proteínas que varían poco a pesar de la alta mutabilidad del VIH– se lograba una detención casi completa de la replicación viral (incluso superior a la observada al atacar la región LTR, la estrategia usada en el estudio italiano).

Para evaluar su potencial introducción in vivo en humanos, los investigadores utilizaron in vitro una técnica de ARN mensajero similar a la de las vacunas de Pfizer y Moderna frente al SARS-CoV-2 (virus causante de la COVID-19), que resultó altamente exitosa para introducir el sistema CRISPR-Cas9 en las células.

Los investigadores también analizaron si CRISPR-Cas9 había modificado partes del ADN celular no vinculadas al VIH para determinar si se podrían producir daños colaterales importantes. De hecho, se centraron en zonas del ADN humano más similares a aquellas para las que habían programado CRISPR-Cas9 para así determinar su especificidad. En su investigación no hallaron modificaciones en ninguna de dichas regiones, aunque afirman que ello no descarta dicho riesgo y para verificarlo de forma precisa habría que secuenciar el ADN por completo antes y después del uso de la técnica, algo que será necesario realizar antes de plantearse cualquier inicio de investigación clínica con humanos.

Los resultados de los presentes estudios muestran como CRISPR-Cas9 sigue siendo una técnica con un potencial enorme para la investigación de la cura del VIH, aunque aún será necesario investigar mucho antes de poder dar el salto a investigar con humanos, dado el peligroso potencial de mutaciones no deseadas. En todo caso, los resultados y la posibilidad de introducir el sistema CRISPR-Cas9 a través de ARNm –un sistema desarrollado y optimizado tras su uso en la presente pandemia por COVID-19- hacen de esta técnica una opción terapéutica en investigación con un alto potencial.

Fuente:Aidsmap / Elaboración propia (gTt).

Referencias:Lai M et al. CRISPR/CAS9 Ablation of integrated HIV-1 accumulates proviral DNA circles with reformed long terminal repeats. Journal of Virology; 95 (23), 2021 (open access). https://doi.org/10.1128/JVI.01358-21

Herskovitz J et al. CRISPR-Cas9 mediated exonic disruption for HIV-1 elimination. EBioMedicine; 73 (103678). 2021 (open access).

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