La investigadora Elena Herrera, del CSIC
La falta de financiación lastra el avance de las 'tijeras moleculares' contra el VIH
Pese a los prometedores resultados, queda un largo recorrido para plantearse un ensayo clínico
Eliminar una parte del ADN del Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH) integrado en células infectadas mediante unas 'tijeras moleculares' ya es una realidad en el laboratorio. Investigadores del Instituto de Parasitología y Biomedicina López-Neyra del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han conseguido eliminar hasta el 97 por ciento del ADN proviral del VIH en células infectadas mediante una estrategia basada en Crispr. El resultado supone un avance en la investigación de nuevas estrategias frente al VIH, pero todavía se encuentra en una “fase experimental y preclínica”. El trabajo se ha realizado en condiciones controladas de laboratorio y, antes de plantear una posible aplicación en humanos, será necesario comprobar que la estrategia funciona en células procedentes de personas con VIH y posteriormente en modelos animales. Además, los investigadores tendrán que resolver uno de los principales obstáculos de este tipo de terapias: conseguir que las herramientas de edición genética lleguen de forma específica a las células que contienen el virus latente y hacerlo de manera segura. Por ello, aunque los resultados son prometedores, “todavía queda un largo recorrido antes de que pueda plantearse un ensayo clínico en humanos”.
La principal diferencia respecto a trabajos previos es que el estudio no se ha limitado a identificar guías eficaces de Crispr, sino que ha analizado cómo deben actuar de manera coordinada para maximizar la eliminación del provirus y evitar la aparición de variantes resistentes. Esto aporta una comprensión mecanística que puede ser esencial para el desarrollo de futuras estrategias terapéuticas.
Una de las principales investigadoras de este proyecto es Elena Herrera, especialista en ingeniería genómica y nanotecnología para la medicina de precisión, que comenzó a trabajar en este estudio en los Países Bajos hasta que, durante el último año, se trasladó a Granada: “Este trabajo supone un avance importante porque demuestra, de forma experimental in vitro, que es posible eliminar de manera muy eficiente parte del ADN proviral del VIH integrado en las células utilizando una estrategia Crispr cuidadosamente diseñada”.
Pese a este avance, la especialista remarca que “la financiación conseguida solo consigue cubrir una parte de la experimentación necesaria para desarrollar este tipo de terapias. No se puede hablar de erradicación, porque aún queda un largo camino por recorrer y muchas incógnitas por resolver”.
La dificultad de eliminar el ADN viral integrado en el genoma
Uno de los grandes desafíos en la investigación del VIH es eliminar el ADN viral integrado en el genoma de las células infectadas, que constituye el reservorio responsable de la persistencia de la infección. Cuando se habla de 'tijeras moleculares', Herrera afirma que se asume que, si se realizan dos cortes en el ADN, “el fragmento situado entre ambos desaparecerá. Sin embargo, la realidad es mucho más compleja. La célula activa de forma casi inmediata sus mecanismos de reparación del ADN, de modo que conseguir que ambos cortes se produzcan de manera coordinada antes de que tenga lugar la reparación es extremadamente difícil”.
Por ello, alcanzar niveles de eliminación cercanos al 97 por ciento supone para la especialista “supone un resultado excepcional desde el punto de vista técnico y biológico, ya que refleja una sincronía de corte muy difícil de conseguir. Este hallazgo demuestra que no basta con disponer de dos guías eficaces de forma individual, sino que su acción coordinada es determinante para lograr la escisión del fragmento viral”.
En cuanto al tres por ciento restante, este no corresponde a virus intactos: “El ADN proviral que permanece en las células presenta mutaciones generadas por la acción de Crispr en ambas zonas de corte. Como consecuencia, la secuencia del VIH sigue estando presente en la célula, pero se trata de un virus genéticamente inactivado e incapaz de producir nuevas partículas virales”.
Pese a este hallazgo, Herrera afirma que es necesario validar esta estrategia en células procedentes de pacientes y en modelos animales antes de poder valorar su potencial aplicación clínica. Esta prueba de concepto demuestra que, bajo condiciones muy controladas de laboratorio, es posible eliminar de forma muy eficiente el ADN proviral del VIH integrado en las células. Sin embargo, la especialista asegura que todavía se está muy lejos de una aplicación clínica: “Una cosa es administrar estas "tijeras moleculares" en una placa de cultivo, y otra muy distinta es hacerlo en un organismo vivo. El gran reto ahora no es únicamente la eficacia de Crispr, sino su entrega”.
Próximos pasos: demostrar que la estrategia funciona
El próximo paso que visualiza el equipo es llevar estas herramientas de edición genética hasta las células infectadas que albergan el virus latente, y eso plantea numerosas preguntas que todavía no tienen respuesta: “Se está valorando si es necesario dotar el vehículo de un GPS que lo lleve a la célula adecuada, qué dosis sería necesaria, si bastaría con una única o serían necesarias, etc.”.
Lo que se ha conseguido hasta el momento es demostrar que la estrategia funciona, aunque quedan muchos retos por resolver, “especialmente los relacionados con la distribución de la terapia en el organismo y con la seguridad”. Otro aspecto esencial sería “analizar con el máximo detalle posible si Crispr puede producir modificaciones no deseadas en el ADN humano. Estos aspectos se están evaluando en el laboratorio en colaboración con otros laboratorios internacionales especializados en off-targets. La seguridad tendrá que ser tan sólida como la eficacia antes de plantear cualquier aplicación en pacientes”.
Aunque se está trabajando activamente en todos estos aspectos, Herrera es realista y asegura que este tipo de investigación “requiere una inversión muy importante y recursos que, por el momento, son muy limitados. Pese a ello, se va por buen camino y los resultados obtenidos son muy prometedores, pero todavía queda un recorrido largo antes de poder pensar en una terapia aplicable a las personas que viven con VIH”.
Uno de los aspectos más emocionantes del estudio fue comprobar experimentalmente algo que durante mucho tiempo había sido la hipótesis del trabajo: “No basta con disponer de dos guías eficaces de manera individual, sino que ambas deben actuar de forma coordinada y prácticamente simultánea. Observar que esa sincronía de corte era la clave para lograr la eliminación eficiente del provirus fue un momento especialmente gratificante”.
El próximo paso que empezará a llevar a cabo la investigadora es abordar el cuello de botella de este tipo de estrategias: “Haber demostrado que Crispr puede eliminar el ADN proviral de forma muy eficiente es un paso importante, pero para que esta aproximación tenga potencial terapéutico se tiene que llevar esas herramientas a las células infectadas dentro de un organismo”.
Para ello, se está empezando a evaluar distintos sistemas de entrega, tanto virales como no virales: “Uno de los principales objetivos es aumentar la especificidad de esa entrega y conseguir que las herramientas de edición lleguen preferentemente a las células que albergan el VIH y no a otros tipos celulares. Este trabajo requiere todavía una gran cantidad de experimentación in vitro para optimizar cada componente del sistema”.
El salto a ratones y, finalmente, en humanos
Posteriormente, será necesario avanzar hacia estudios en ratones humanizados: “Estos modelos permitirán evaluar la eficacia de la estrategia en un organismo completo y responder preguntas esenciales sobre cómo se distribuyen las herramientas de edición por el organismo, si alcanzan los diferentes reservorios virales, cuánto tiempo persisten, qué nivel de edición se consigue realmente y si existe algún tipo de toxicidad asociada al tratamiento”.
Solo si se demuestra una combinación robusta de eficacia, especificidad y seguridad en células de pacientes y en modelos animales “se podrá empezar a plantearse, a largo plazo, la posibilidad de un ensayo clínico en humanos”.
