Científicos consiguen eliminar el VIH/SIDA en ratones

El método CRISPR-Cas9 utilizado para la edición de genes, ha sido utilizado para extirpar el ADN proveniente del VIH del genoma de tres modelos animales diferentes, entre los cuales se incluye un modelo con células humanizadas.


Este proceso de ingeniería genética permite frenar la multiplicación del virus del VIH y evitar que el mismo continúe destruyendo el sistema inmunológico del cuerpo. Sin embargo, aún falta lograr la forma de evitar la formación de reservorios latentes del virus en el genoma humano, que luego del cese de la aplicación de antiretrovirales, pudieran  multiplicarse y acelerar la aparición del VIH/SIDA.

Científicos de la Lewis Katz School of Medicine de la Universidad de Temple, han develado un importante desarrollo científico para la lucha contra el VIH-SIDA a nivel mundial. En una investigación publicada por la revista Molecular Therapy, se revela cómo el uso del sistema CRISPR-Cas9 puede cortar la reproducción de las células infectadas con VIH, y al mismo tiempo, cualquier código genético del ADN del virus, que se encuentre en el cuerpo.

Científicos logran eliminar el virus causante del SIDA en Ratones.
Mediante ingeniería genética, científicos lograron eliminar el virus de VIH en ratones.

Este es el primer estudio en donde son utilizados animales reales, e incluso un modelo animal “humanizado”, con una inserción de células humanas infectadas con el virus VIH en médula ósea, hígado y timo en los ratones transgénicos. Este equipo de investigación, se encuentra liderado por el Dr. Wenhui Hu, quien es profesor asociado del Centro de Estudio para las Enfermedades que afectan el Metabolismo del Departamento de Patología de la Universidad de Temple. Él y su equipo son los primeros en demostrar que puede ser eliminado los fragmentos- objetivo del genoma VIH-1 en los tejidos infectados en los animales.

¿Qué es el método CRISPR-Cas9?

El sistema CRISPR se ha utilizado para la edición de genes y para conferir inmunidad determinado al genoma de agentes externos como plásmidos y fagos. Actúa como una tijera, cortando con precisión nanométrica (muy pequeña y exacta) determinadas secuencias fijadas como objetivos en el genoma, permitiendo la eliminación funcional de genes o mutaciones víricas (en este caso, el virus VIH-1).

molécula Cas9 cortando el ADN
Funcionamiento de la molécula Cas9 cortando el ADN

Generalmente, los sistemas CRISPR vienen asociados con genes Cas. El CRISPR y su genoma asociado Cas9 es una endonucleasa (es decir, que corta por dentro de una molécula) guiada por ARN, que fue originalmente descubierta como una especie de mediador intermedio en el proceso de inmunidad hacia la adaptación de las bacterias en los genomas. El gen Cas9, puede modificar el sistema de edición del genoma, generando ADN específico de doble cadena, lo que aumenta de forma bastante importante, la eficiencia y facilidad de la recombinación homóloga del genoma en células y órganos.

Genome Editing with CRISPR-Cas9

 

El CRISPR-Cas9 promete cambiar para siempre la percepción del genoma humano, e induce un sinfín de oportunidades en el tratamiento de enfermedades de origen genético, y sus aplicaciones, son explicadas por el Dr. Feng Zhang, líder de la investigación en este campo.

Desde el año 2013, la tecnología proveniente del uso del sistema CRISPR-Cas9, ha sido bastante utilizada. Sobre todo en el área de las ciencias básicas y en los tratamientos pre-clínicos en la lucha de enfermedades de origen genético, tales como el cáncer y las enfermedades infecciosas. Los genes Cas9 son proteínas provenientes de virus. ¡Pero no nos confundamos! Estos virus no actúan como propios, sino que solo utilizan su mecanismo vector, es decir, no están compuestos de los elementos nocivos del mismo, sino que solo actúan como mecanismo de transporte que llevan al sistema CRISPR a la parte de la cadena ADN donde se encuentra el genoma que es necesario trabajar o reemplazar.

Algunos de estos virus Adeno-Asociados provenientes de agentes bacterianos son los siguientes:

  • Streptococcus pyogenes Cas9 (spCas9)
  • Streptococcus thermophiles
  • Neisseria meningitides
  • Staphylococcus aureus (saCas9)

Este último, ha tenido resultados satisfactorios en estudios correspondientes a células de mamíferos. Mientras más pequeño sea el virus Adeno-Asociado (AAV por sus siglas en inglés), más capaz será de ser utilizado en ensayos clínicos.

Efectos de este tratamiento en el combate contra la replicación del virus VIH-1

La versátil tecnología que utiliza el sistema Cas9/sgRNA es una estrategia empleada con eficiencia para erradicar gran parte del ADN proviral, que se almacena en los genomas. Al mismo tiempo ayuda a prevenir la reinfección del paciente con el virus. El Dr. Wenhui Hu, líder de esta investigación, afirma al respecto: “Hemos confirmado nuestra data proveniente de nuestras investigaciones anteriores… Demostramos que nuestra estrategia es eficaz en ambos modelos de ratones, uno con infección aguda y el otro con células humanas que representa una infección crónica con el virus”.

El equipo pudo inactivar la reproducción genética del virus causante del sida en ratones transgénicos, reduciendo la expresión de ARN viral en aproximadamente 60 a 95%. Esto demuestra los resultados obtenidos en investigaciones anteriores. Los investigadores probaron su sistema en ratones transgénicos que fueron injertados vía mucosa vaginal o intraperitoneal,  con células ECOVIH, que es el equivalente a las células humanas con VIH.

El informe reporta la transfección estable de las células humanas que fueron cultivadas con plásmidos en los ratones, en donde el tratamiento de las mismas con células spCas9/sgRNA LTR las hace resistentes a una posterior infección in vitro con VIH-1. Así mismo, el estudio demuestra una extraordinaria viabilidad y extirpación del VIH- 1 en sistemas de lentivirus  que incluyen células T CD4 (linfocitos T cooperadores) con infección primaria, que son las mismas que se encuentran presentes en los humanos y en donde el virus se esconde produciendo una detección tardía.

Para los tres modelos animales, los investigadores utilizaron virus Adeno-Asociados recombinados (rAAV), afirmando la hipótesis de que los sistemas spCas9/sgRNA, del tipo duplex mediados por AAV9, pueden usarse para intentar erradicar el VIH-1 en ratones y ratas transgénicas. El Dr. Kamel Khalili, también entrega una explicación breve acerca de cómo fue comprobado el éxito de esta experimentación mediante la medición de los nivel de ARN del VIH-1 en el genoma estudiado:

“El sistema de imágenes, desarrollado en la Universidad de Pittsburg señala la ubicación espacial y temporal de las células infectadas con VIH-1 en el cuerpo, lo que nos permite observar la replicación del VIH-1 en tiempo real y ver esencialmente los reservorios del VIH-1 en células y tejidos infectados de forma latente” concluye.

Hipotetico virus de VIH causante de SIDA
Hipotético virus de VIH causante de SIDA

Aunque este trabajo no es precisamente una solución permanente, es decir no erradica por completo el VIH del cuerpo, es un gran paso para que en el futuro, pueda replicarse en humanos infectados con el virus. “El próximo paso sería repetir nuestro estudio en primates, el cual es un modelo animal más adecuado en la forma en cómo la inducción del VIH produce la enfermedad, incluyendo la eliminación del ADN del virus en las células T, en células lentivirus en donde generalmente el VIH-1 se aloja, tales como las células cerebrales”.

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El método CRISPR-Cas9 apenas comienza a dar sus primeros pasos, pero puede que sea la solución para erradicar el mal causado por el VIH en la humanidad…

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Científicos consiguen eliminar el VIH/SIDA en ratones
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Estudiante de Ingeniería Química en la Universidad de Los Andes y gran apasionado por la ciencia.

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