Desarrollan virus artificiales para su aplicación en terapias genéticas

Un equipo de científicos liderados desde la Universidad Católica de América (CUA), en Washington, EE UU, ha diseñado unos vectores virales artificiales (AVV, por sus siglas en inglés) a partir de virus que infectan bacterias para mejorar procesos de terapia genética. Estos nanomateriales personalizables podrían evitar la posible memoria de nuestras defensas ante ellos y disponer de una mayor capacidad.

Los virus son eficientes máquinas biológicas capaces de replicarse y ensamblar descendencia con rapidez. Algunos ejemplos humanos, como los lentivirus, se han diseñado anteriormente para administrar ADN o ARN terapéuticos en animales, pero su capacidad era limitada y presentaban varios problemas de seguridad.

El aprovechamiento de los mecanismos virales mediante la construcción de AVV programados con moléculas terapéuticas podría realizar reparaciones beneficiosas para ayudar a restablecer la salud humana. Este método puede llevarse a cabo a un bajo coste, con un alto rendimiento. Además, los nanomateriales permanecieron estables durante varios meses, según el estudio publicado en 'Nature Communications'.

Los investigadores fabricaron los AVV con un virus llamado bacteriófago T4. Estos vectores tienen un gran volumen interno y una gran superficie externa para programar y administrar biomoléculas en tratamientos.

El laboratorio de Venigalla Rao en Rao Lab. De izquierda a derecha: Wenzheng Guo, Xiaorong Wu, Rao y Jingen Zhu. / Patrick G. Ryan

El director fundador del Centro de Investigación Médica de Bacteriófagos de la CUA, Venigalla Rao, se dedica a estudiar el potencial terapéutico de un tipo de virus que no puede infectar a los humanos y muchos de los cuales forman parte del microbioma de un cuerpo sano.

Rao y su grupo han demostrado por primera vez que un bacteriófago T4 puede envolverse en un lípido, una innovación que facilita la transferencia de tratamientos vitales a células humanas.

"La plataforma tecnológica del vector viral artificial T4 (T4-AVV) puede aplicarse a una amplia gama de enfermedades genéticas, como la anemia falciforme, la distrofia muscular; también en diabetes o cáncer", afirma Rao a SINC. "Creemos que hemos demostrado que existe una vía para desarrollar tratamientos de terapia genética basados en bacteriófagos seguros y eficaces, con un potencial curativo casi ilimitado", añade.

En experimentos de prueba de concepto, los autores generaron AVV con carga de proteínas y ácidos nucleicos para demostrar su uso en ingeniería genómica. La plataforma fue capaz de entregar con éxito el gen de la distrofina de longitud completa en células humanas en el laboratorio y realizar varias operaciones moleculares para remodelar el genoma humano.

Los autores consideran que este método puede ser prometedor en el tratamiento clínico de enfermedades raras, pero que deben seguir trabajando para evaluar su seguridad. "La tecnología T4-AVV debe seguir desarrollándose con células humanas primarias aisladas de la sangre antes de pasar a la clínica. La tecnología también se probará en modelos animales como el ratón y el macaco Rhesus", explica Rao.

Limitaciones y próximos pasos

Una de las limitaciones más difíciles de evitar en los experimentos in vivo será la respuesta inmunitaria que el bacteriófago puede producir.

A este respecto, el experto destaca que "se espera que se produzcan respuestas inmunitarias al vector, pero habrá que evaluar en futuros estudios clínicos cómo afectará esto a las terapias y cómo habrá que ajustarlas".

La investigación actual sobre terapia genética puede clasificarse en tres grandes enfoques que se basan en los siguientes vectores o vehículos para el tratamiento: virus adenoasociados y lentivirus, nanopartículas lipídicas y nanopartículas sintéticas. Todos estos tratamientos siguen siendo experimentales.

"La terapia real está a años vista, pero este trabajo proporciona un modelo para desarrollar tratamientos y curas que salven vidas", subraya el líder de la investigación. "Lo que estamos investigando es un tipo d cirugía molecular que pueda corregir un defecto con seguridad, precisión y generar resultados terapéuticos".

El objetivo final, concluye Rao, es que, a diferencia de los actuales fármacos de moléculas pequeñas que a veces deben tomarse de por vida, un futuro fármaco basado en bacteriófagos "podría curar en cuestión de horas o días".

Referencia:

Rao, V. et al. 'Design of bacteriophage T4-based artificial viral vectors for human genome remodeling'. 'Nature Communications' (2023)