Utilizando la tecnología de edición de genes, los investigadores de la Facultad de Medicina Lewis Katz de la Universidad de Temple, por primera vez, extirparon con éxito un segmento de ADN del VIH-1, el virus responsable del SIDA, de los genomas de los animales vivos.El avance, descrito en línea este mes en la revista terapia génica , es un paso crítico en el desarrollo de una estrategia potencialmente curativa para la infección por VIH.
"En un estudio de prueba de concepto, mostramos que nuestra tecnología de edición de genes puede administrarse eficazmente a muchos órganos de dos modelos de animales pequeños y eliminar grandes fragmentos de ADN viral del genoma de la célula huésped", explicó el investigador principal delKamel Khalili, PhD, Laura H. Carnell, profesora y presidenta del Departamento de Neurociencia, directora del Centro de Neurovirología y directora del Centro Integral de NeuroAIDS de la Facultad de Medicina Lewis Katz de la Universidad de Temple LKSOM.
El tratamiento actual para la infección por VIH se centra en el uso de una combinación de medicamentos antirretrovirales. Si bien la terapia con medicamentos antirretrovirales puede suprimir efectivamente la replicación del VIH, no tiene la capacidad de eliminar el VIH-1 de las células infectadas. Además, cuando se interrumpe la terapia antirretroviral,La replicación del VIH rebota, colocando a los pacientes en riesgo de desarrollar el síndrome de inmunodeficiencia adquirida o SIDA. Estas infecciones latentes se desarrollan porque el ADN del VIH puede persistir en los genomas de las células T con memoria CD4 + y quizás en otros depósitos celulares donde el virus permanece en silencio yno se ve afectado por la terapia actual.
En una investigación anterior, el Dr. Khalili y sus colegas pudieron demostrar que su novedoso sistema de edición de genes, que se basa en la tecnología CRISPR / Cas9, tiene la capacidad extraordinaria de eliminar el VIH-1 de las células infectadas in vitro sin ningún efecto adverso sobrelas células hospedadoras. En experimentos ex vivo utilizando muestras clínicas, incluidas las células T de pacientes infectados con VIH que se expandieron en cultivo, mostraron que la replicación viral se redujo significativamente después del tratamiento con el sistema de edición de genes.
El último estudio fue diseñado específicamente para probar si la tecnología de edición de genes también podría eliminar el VIH-1 en ratas y ratones transgénicos, en los cuales el ADN del VIH se incorpora al genoma de cada célula y órgano de los animales experimentales.El Dr. Khalili y sus colegas emplearon un sistema de administración de vectores de virus recombinantes adenoasociados rAAV recombinantes para la tecnología de las células en animales vivos. También diseñaron el aparato de edición de genes para escindir el ADN del VIH-1 integrado en el genoma de la célula huésped, lo que condujo aescisión del fragmento de ADN viral del genoma del huésped.
Dos semanas después de la entrega de las moléculas rAAV CRISPR / Cas-9 en el torrente sanguíneo, los investigadores analizaron el ADN de los tejidos recolectados de los animales. Los resultados mostraron que el segmento objetivo del ADN del VIH-1 había sido extirpado del genoma viralen todos los tejidos, incluidos el cerebro, el corazón, los riñones, el hígado, los pulmones, el bazo y las células sanguíneas. Los análisis de ARN viral en el modelo de rata mostraron que la estrategia redujo significativamente los niveles de ARN del VIH-1 en los linfocitos circulantes, así como enganglios linfáticos, lo que indica que la escisión del genoma viral había impactado significativamente la expresión del gen VIH-1 en células que portaban ADN viral integrado.
"La capacidad del sistema de administración de rAAV para ingresar a muchos órganos que contienen el genoma del VIH-1 y editar el ADN viral es una indicación importante de que esta estrategia también puede superar la reactivación viral de las células infectadas de forma latente y potencialmente servir como un enfoque curativo para los pacientescon VIH ", dijo el Dr. Khalili. La estrategia de escisión utilizada en este estudio, que condujo a la eliminación de un gran fragmento de ADN del VIH-1, elimina cualquier posibilidad de desarrollar virus de replicación competente o eventos de escape".
Las implicaciones clínicas del nuevo estudio son de largo alcance. La plataforma de edición de genes por sí sola puede ser capaz de erradicar el ADN del VIH-1 de los pacientes, pero también es muy flexible y podría usarse en combinación con medicamentos antirretrovirales existentes parasuprime aún más el ARN viral. También podría adaptarse para atacar cepas mutadas de VIH-1.
El Dr. Khalili señaló que podría realizarse un ensayo clínico en los próximos años. Mientras tanto, el siguiente paso es realizar un estudio de seguimiento en un grupo más grande de animales, en el que los investigadores planeen monitorear los efectos deel tratamiento, su seguridad y otros índices importantes.
Otros investigadores que contribuyen al estudio incluyen Rafal Kaminski, Chaoran Yin, Jessica Otte, Jennifer Gordon y Wenhui Hu, Departamento de Neurociencia, Centro de Neurovirología, Facultad de Medicina Lewis Katz en la Universidad de Temple; Ramona Bella y Pasquale Ferrante, Microbiología yMicrobiología Clínica, Departamento de Ciencias Biomédicas, Quirúrgicas y Dentales, Universidad de Milán, Milán, Italia; Howard E. Gendelman, Departamento de Farmacología y Neurociencia Experimental, Centro Médico de la Universidad de Nebraska; y Hailong Li y Rosemarie Booze, Neurociencia del Comportamiento, Departamento dePsicología, Universidad de Carolina del Sur.
La investigación fue apoyada en parte por subvenciones otorgadas por los Institutos Nacionales de Salud P30MH092177 y R01NS087971.
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Materiales proporcionados por Sistema de salud de la Universidad de Temple . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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