«Demostramos por primera vez que una sola inoculación de nuestro constructo de edición genética CRISPR, transportado por un virus adeno-asociado, puede editar el genoma del VIS de las células infectadas en monos macacos rhesus», dijo Kamel Khalili, PhD, Profesor y Presidente del Departamento de Neurociencia Laura H. Carnell, Director del Centro de Neurovirología y Director del Centro Integral de NeuroSida de la Escuela Lewis Katz. Carnell, director del Centro de Neurovirología y director del Centro Integral de NeuroSida de la Facultad de Medicina Lewis Katz de la Universidad de Temple (LKSOM).
El Dr. Khalili fue uno de los principales coinvestigadores del nuevo estudio, junto con Tricia H. Burdo, PhD, Profesora Asociada y Presidenta Asociada de Educación en el Departamento de Neurociencia de LKSOM, que es una experta en la utilización del modelo de macaco rhesus infectado por el SIV (virus de la inmunodeficiencia simia) y tratado con terapia antirretroviral (ART) para estudios de patogénesis y cura del VIH; y con Andrew G. MacLean, PhD, profesor asociado del Centro Nacional de Investigación de Primates de Tulane y del Departamento de Microbiología e Inmunología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tulane, y Binhua Ling, PhD, profesor asociado del Centro Nacional de Investigación de Primates del Suroeste, del Instituto de Investigación Biomédica de Texas. La Dra. Ling fue anteriormente profesora asociada del Centro Nacional de Investigación en Primates de Tulane y del Departamento de Microbiología e Inmunología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tulane. El Dr. Pietro Mancuso, científico adjunto del laboratorio del Dr. Khalili en el Departamento de Neurociencia del LKSOM, fue el primer autor del informe, que se publicó en línea el 27 de noviembre en la revista Nature Communications.
De particular importancia, el nuevo trabajo muestra que el constructo de edición genética desarrollado por el equipo del Dr. Khalili puede llegar a las células infectadas y a los tejidos conocidos como reservorios virales del VIS y del VIH. Estos reservorios, que son células y tejidos en los que los virus se integran en el ADN del huésped y se esconden durante años, son una barrera importante para curar la infección. El VIS o el VIH en estos reservorios quedan fuera del alcance de la terapia antirretroviral, que suprime la replicación viral y elimina el virus de la sangre. En cuanto se interrumpe la terapia antirretroviral, los virus salen de sus reservorios y vuelven a replicarse.
En los primates no humanos, el VIS se comporta de forma muy parecida al VIH. «El modelo de macaco rhesus infectado por el VIS estudiado en el laboratorio del Dr. Burdo es un modelo animal ideal para recapitular la infección por el VIH en los seres humanos», explicó el Dr. Khalili.
Para el nuevo estudio, los investigadores empezaron por diseñar un constructo de edición genética CRISPR-Cas9 específico para el VIS. Los experimentos en cultivos celulares confirmaron que la herramienta de edición escinde el ADN del VIS integrado en el lugar correcto del ADN de la célula huésped, con un riesgo limitado de edición genética potencialmente dañina en sitios fuera del objetivo. A continuación, el equipo de investigación empaquetó el constructo en un portador del virus adeno-asociado 9 (AAV9), que podía inyectarse por vía intravenosa en animales infectados por el VIS.
El Dr. Burdo, en colaboración con sus colegas del Centro Nacional de Investigación de Primates de Tulane, seleccionó al azar tres macacos infectados por el VIS para que recibieran cada uno una única infusión de AAV9-CRISPR-Cas9, y otro animal sirvió de control. Al cabo de tres semanas, los investigadores extrajeron sangre y tejidos de los animales. Los análisis mostraron que en los macacos tratados con AAV9-CRISPR-Cas9, el constructo de edición genética se había distribuido por una amplia gama de tejidos, incluyendo la médula ósea, los ganglios linfáticos y el bazo, y había alcanzado las células T CD4+, que son un importante reservorio viral.
Además, los investigadores de Temple demostraron que el genoma del VIS se había escindido eficazmente de las células infectadas, basándose en los análisis genéticos de los tejidos de los animales tratados. «La escisión paso a paso del ADN del VIS se produjo con gran eficacia en los tejidos y las células sanguíneas», explicó el Dr. Mancuso. La eficiencia de la escisión varió según el tejido, pero alcanzó niveles notablemente altos en los ganglios linfáticos.
El nuevo estudio es una continuación de los esfuerzos del Dr. Khalili y sus colegas para desarrollar un novedoso sistema de edición de genes mediante la tecnología CRISPR-Cas9 -objeto del Premio Nobel de Química 2020- para eliminar específicamente el ADN del VIH de los genomas que albergan el virus. Los investigadores han demostrado anteriormente que su sistema puede eliminar eficazmente el ADN del VIH de las células y los tejidos en modelos animales pequeños infectados por el VIH, incluidos los ratones humanizados por el VIH-1.
El Dr. MacLean, coautor del estudio, se siente alentado por los hallazgos. «Se trata de un avance importante en lo que esperamos que sea el fin del VIH/SIDA», afirma MacLean. «El siguiente paso es evaluar este tratamiento durante un periodo de tiempo más largo para determinar si podemos lograr la eliminación completa del virus, posiblemente incluso sacando a los sujetos de la terapia antirretroviral».»
El Dr. MacLean tiene la esperanza de que esta estrategia de tratamiento se traslade a la población humana. La empresa de biotecnología Excision BioTherapeutics, de la que el Dr. Khalili es fundador científico y en la que el Dr. Burdo contribuye a la investigación y el desarrollo preclínicos y forma parte de la Junta de Asesoramiento Científico, colaborará con la financiación y la infraestructura para realizar estudios a mayor escala y futuros ensayos clínicos tras la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos.
«Esperamos pasar pronto nuestro trabajo a los estudios clínicos en humanos también», añadió el Dr. Khalili. «Personas de todo el mundo llevan 40 años sufriendo el VIH, y ahora estamos muy cerca de la investigación clínica que podría conducir a la cura de la infección por el VIH».