Un equipo de investigadores ha presentado los resultados de un estudio en el que se emplearon técnicas de ingeniería genética para eliminar el ADN del VIH que estaba insertado en el material genético de las células infectadas.
Esta misma técnica permitió modificar células no infectadas para hacerlas resistentes al virus. Los resultados han sido publicados en Nature Scientific Reports.
El VIH pertenece a la familia de los retrovirus. Esto significa que su material genético consiste en ARN, que primero transforma en ADN (gracias a la enzima transcriptasa inversa) y posteriormente inserta este ADN en el material genético de las células CD4 que ha infectado (gracias a la enzima denominada integrasa).
Cuando estas células infectadas no están activadas, el virus no se replica en su interior y, por lo tanto, no pueden ser detectadas por nuestro sistema inmunitario y constituyen el reservorio donde el VIH puede mantenerse incluso cuando se toma una terapia antirretroviral.
Para eliminar este reservorio viral se han propuesto varias alternativas, como la denominada “kick and kill” es decir, la estrategia de activar las células durmientes y acabar con esas células infectadas, protegiendo al resto de células para evitar que se infecten por el VIH que ha salido del reservorio.
Como ejemplo de este enfoque estaría el uso del fármaco Vorinostat.
Otra alternativa propuesta pasa por hacer justo lo contrario, intentar evitar que se produzca la salida del VIH de esos reservorios, retrasando el desarrollo y maduración de las células inmunitarias, empleando por ejemplo inhibidores del receptor de la muerte celular programada, PD-1.
El estudio realizado en esta ocasión explora una tercera vía: una terapia para eliminar el material genético del VIH en las células infectadas.
Esta estrategia, a pesar de ser considerada muy prometedora, resultaba técnicamente muy compleja.
Por este motivo, el trabajo realizado por este equipo de investigadores supone un importante paso en el desarrollo de una posible terapia curativa de una elevada especificidad (para acabar únicamente con el ADN del VIH) y sensibilidad (para actuar sobre una elevada proporción de células infectadas).
Los autores emplearon un método en el que se combinaban dos mecanismos de acción.
El primer módulo consistía en el uso de ARN guía (ARNg), cuyo objetivo es detectar los dos extremos del genoma del VIH en el ADN celular.
El segundo módulo es una enzima nucleasa –denominada Cas9– que se encargaría de eliminar el material genético del virus, reemplazándolo por otro ADN distinto, con genes capaces de hacer que la célula pueda producir estos ARNg y Cas9.
Los autores emplearon un vector lentivirus para transportar el ARNg y el Cas9 e infectaron con él a linfocitos-T in vitro.
En su primer grupo de experimentos emplearon un tipo de células denominadas 2D10, creadas en el laboratorio y que contienen una secuencia genética del VIH modificada para eliminar la mayor parte de los genes responsables de la replicación, pero incluyendo un gen que codifica una proteína fluorescente.
De este modo, al ser estimuladas estas células en lugar de partículas de VIH producen dicha proteína fluorescente, lo que permite detectarla con técnicas fotográficas.
Se aplicó el vector con ARNg y Cas9 a las células y se comprobó que produjeron una cantidad extremadamente baja de la proteína fluorescente incluso tras ser estimuladas, lo que refleja que la intervención había tenido éxito en la eliminación de la secuencia modificada del ADN viral.
Al comprobar si la acción del vector viral extrayendo la secuencia del VIH e insertando otra distinta tenía algún efecto negativo sobre la salud celular, no se encontró ningún indicio de mutaciones significativas en otros genes ni en la viabilidad o duración de la célula.
A continuación se comprobó si era posible infectar por VIH a células-T que habían sido tratadas previamente con el vector Lentivirus.
Para ello, una vez actuó el vector ARNg/Cas9 se seleccionaron cuatro líneas de linfocitos-T: Una producía ARNg, pero no Cas9, otra Cas9, pero no ARNg y las dos últimas producían tanto ARNg como Cas9, pero una en más cantidad que la otra.
Comprobaron que las células que expresaban tanto ARNg como Cas9 eran más resistentes a la infección.
La línea celular que expresaba una mayor concentración de ARNg y Cas9 mostró la mayor resistencia a la infección (1% de células infectadas frente al 20-50% de las que expresaban únicamente ARNg o Cas9).
Se observó que la expression de ARNg y Cas0 por parte de las células disminuyó con el tiempo hasta desaparecer, pero los autores del estudio afirman que como esos genes ya estaban integrados en las células, éstas estaban protegidas frente a la infección.
Por último, se comprobó la capacidad del vector con ARNg/Cas9 para eliminar la replicación del VIH en células procedentes de personas infectadas.
Para ello, se usaron células procedentes de cuatro personas que tomaban terapia antirretroviral, pero con distintas respuestas a la misma: El caso 1 tenía una carga viral baja y un recuento elevado de CD4, pero un porcentaje bajo de CD4 (11%); los casos 2 y 3 tenían una carga viral indetectable y un recuento elevado de CD4 y el último caso, tenía una carga viral detectable (aunque baja) y un recuento de CD4 muy bajo (53 células/mm3).
Estos linfocitos CD4 fueron cultivados en un tubo de ensayo con el vector ARNg/Cas9 y posteriormente se comprobó la cantidad de VIH en el fluido y en las propias células, en comparación con los cultivos control procedentes de las mismas personas.
Respecto a las células control, las cultivadas con el vector lentivirus presentaban unos menores niveles de la proteína p24 del VIH. Además, en los casos 1 y 2 se midió la proteína gag del virus y se observó un descenso del 92% y 56%, de forma respectiva.
Los resultados parecen prometedores, pero los autores señalan que no todas las células fueron reparadas con esta terapia, lo que significa que la terapia no llegó a todas las células o que sí lo hizo, pero no consiguió eliminar el ADN viral y reemplazarlo.
Además, se vio que las variaciones genéticas entre las personas y las cepas virales pueden influir en el efecto de la terapia, lo que sugiere que probablemente sea necesario adaptarla en cada caso para adecuarse a las características individuales de la persona infectada.
Según el equipo de investigadores, las conclusiones del estudio demuestran que este enfoque es capaz de cubrir una elevada proporción de células con VIH y eliminar de forma eficiente y segura el genoma del VIH sin dañar el ADN celular.
Además, también se integra en células no infectadas, haciéndolas más resistentes a la infección por el virus.
Sin embargo, también advierten que hay muchos obstáculos que deben superarse antes de poder implementar esta terapia, entre ellas la gran diversidad genética del VIH.
Por todo ello, aunque un estudio como este demuestra la viabilidad de una técnica que hace pocos años habría sido considerada imposible, aún queda mucho por hacer para que pueda convertirse en una cura de la infección.
Fuente: Aidsmap
Referencia: Kaminski R et al. Elimination of HIV-1 genomes from human T-lymphoid cells by CRISPR/Cas9 gene editing. Nature Scientific Reports 6, article 22555, early online publication. doi:10.1038/srep22555. 2016.
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