Una herramienta CRISPR elimina los genes del receptor CCR5, que el VIH utiliza para ingresar a las células T, mientras que otra elimina los genes del VIH de las células que ya están infectadas.
Hasta ahora, este enfoque solo se ha probado en ratones, pero la investigación podría sentar las bases para los estudios de cura en humanos.
"La idea de unir la escisión del ADN del VIH-1 con la inactivación de CCR5 usando tecnología de edición de genes se basa en observaciones de curas reportadas en pacientes humanos con VIH", Kamel Khalili, PhD, del Centro de Neurovirología y Edición de Genes de la Universidad de Temple. Lewis Katz School of Medicine, en un comunicado de prensa de la universidad.
La terapia antirretroviral puede mantener suprimida la replicación del VIH mientras continúe el tratamiento.
Pero el virus inserta sus planos genéticos en el ADN de las células humanas y establece un reservorio de larga duración que es inalcanzable para los antirretrovirales.
Estos llamados provirus del VIH pueden permanecer inactivos en las células T en reposo indefinidamente durante el tratamiento, pero comienzan a producir nuevos virus cuando se suspenden los medicamentos.
Este virus latente ha hecho que curar el VIH sea casi imposible, excepto para un puñado de personas que recibieron trasplantes de células madre para el tratamiento del cáncer utilizando células de donantes con una mutación rara, conocida como CCR5-delta32, que evita que la mayoría de las cepas del VIH entren en las células, un procedimiento demasiado arriesgado y caro para un uso generalizado.
Khalili, Howard Gendelman, MD, del Centro Médico de la Universidad de Nebraska, y sus colegas probaron un enfoque dual CRISPR-Cas9 en ratones humanizados diseñados para tener células inmunitarias similares a las humanas.
CRISPR es una técnica de edición de genes que corta segmentos seleccionados de ADN.
Consiste en guías de ARN que señalan la ubicación deseada del genoma y enzimas nucleasas Cas9, que actúan como tijeras moleculares para hacer el corte.
En esta investigación, los ARN guía y las enzimas se administran a través de un vector de virus adenoasociado (AAV).
El último estudio se basa en una década de investigación sobre la terapia génica para curar el VIH, combinando dos enfoques que están más avanzados en desarrollo: una técnica CRISPR que se dirige a los genes para el receptor CCR5, que en efecto imita la mutación CCR5-delta32, y un segundo CRISPR herramienta que apunta al ADN del VIH integrado en el genoma humano.
Varios equipos de investigación y compañías han explorado varias técnicas para editar los receptores CCR5 para hacer que las células T CD4 sean resistentes al VIH. Sangamo Therapeutics utilizó enzimas nucleasas con dedos de zinc para eliminar los genes de los receptores.
Algunos participantes del estudio vieron una reducción en su reservorio viral y aumentos en el recuento de CD4 a largo plazo, y algunos tuvieron un retraso prolongado del rebote viral.
American Gene Technologies está utilizando un vector de lentivirus para desactivar los receptores CCR5 en las células CD4 específicas del VIH.
Lo más infame es que, en 2018, el investigador chino He Jiankui usó CRISPR para desactivar el gen CCR5 en embriones humanos, lo que resultó en el nacimiento de gemelas.
Volviendo a la escisión del VIH, en 2014, Khalili y sus colegas publicaron un estudio innovador que muestra que una herramienta CRISPR podría eliminar un segmento de ADN proviral integrado que incluye el gen de la proteína Gag del VIH, que es necesaria para la replicación viral.
Un estudio publicado en 2019 mostró que CRISPR podría eliminar los genes integrados del VIH y eliminar los reservorios virales latentes en ratones humanizados tratados con una terapia antirretroviral de liberación lenta denominada LASER ART.
Al año siguiente, un estudio de monos mostró que la herramienta CRISPR eliminó segmentos de SIV integrado (un virus de simio similar al VIH) de las células sanguíneas y los tejidos del reservorio viral; los estudios con monos también demostraron seguridad a largo plazo.
Este trabajo condujo al desarrollo de EBT-101, una terapia CRISPR-Cas9 que utiliza ARN de doble guía para dirigirse a tres sitios en el genoma integrado del VIH.
Excision BioTherapeutics (una empresa cofundada por Khalili) anunció que el primer participante recibió la terapia génica en un ensayo clínico de Fase I/II en julio pasado.
Si el estudio sale según lo planeado, se espera que el paciente interrumpa la terapia antirretroviral para ver si se produce un rebote viral.
En la última investigación, el equipo de Khalili infectó por primera vez a ratones humanizados con VIH.
Dos semanas después, los ratones se dividieron en seis grupos y se trataron con varias combinaciones de LASER ART (cabotegravir, rilpivirina, lamivudina y abacavir), CRISPR que se dirige a los receptores CCR5 y CRISPR que elimina el VIH proviral integrado.
Un grupo no recibió tratamiento, uno recibió ambas herramientas CRISPR sin LASER ART, uno recibió ART solo, uno recibió ART más el CRISPR proviral para el VIH, uno recibió ART más el CCR5 CRISPR y el grupo final recibió las tres terapias.
Todos los grupos tratados con LASER ART experimentaron supresión viral y restauración de células CD4, con los recuentos más altos observados en el grupo que recibió las tres terapias.
El virus competente para la replicación se eliminó en la mayoría de los ratones (58 %) en el grupo de terapia triple.
Usando pruebas altamente sensibles, los investigadores no pudieron detectar el VIH intacto en la sangre, el bazo, los pulmones, los riñones, el hígado, el intestino, la médula ósea o el cerebro.
Por el contrario, el VIH residual se detectó fácilmente en ratones no tratados y en aquellos que experimentaron un rebote viral. No se observaron toxicidades CRISPR fuera del objetivo en ninguno de los ratones tratados.
“La edición de genes CRISPR al dirigirse al huésped CCR5 y al LTR-Gag del VIH-1 mientras se controla la replicación viral mediante medicamentos antirretrovirales puede conducir a la eliminación del VIH-1 en los reservorios de tejido de los animales infectados”, escribieron los autores del estudio.
"La evidencia fue proporcionada por la ausencia de rebote viral después de 11 semanas después de la interrupción del TAR".
Los ratones tratados con LASER ART más solo un tipo de CRISPR experimentaron un rebote viral pero a niveles más bajos, lo que sugiere una reducción en el tamaño del reservorio viral.
“[L]a terapia CRISPR dual demostró mejoras estadísticamente significativas en los porcentajes de curación del VIH-1 en comparación con los tratamientos individuales”, concluyeron.
"Tomadas en conjunto, estas observaciones subrayan un papel fundamental de la edición combinatoria de genes CRISPR para lograr la eliminación de la infección por VIH-1".
A continuación, los investigadores planean probar el enfoque CRISPR dual en monos antes de pasar a los ensayos en humanos si el enfoque sigue siendo prometedor.
En comparación con el trasplante de células madre de donantes con la mutación CCR5-delta32, la edición de genes CRISPR es "un enfoque simple y relativamente económico", dijo Khalili, y señaló que el procedimiento de trasplante es riesgoso y no sería aplicable en regiones con recursos limitados donde el VIH tiende ser lo más común.
Website The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS): https://www.pnas.org/