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Los estudios unicelulares ofrecen una nueva visión de cómo las infecciones por VIH persisten y podrían curarse.

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Este dispositivo microscópico es uno de los tres que juntos separan las células inmunes individuales infectadas por el VIH de las muestras de sangre y atrapan su contenido genético en gotitas para su análisis

Curar las infecciones por VIH sigue siendo uno de los desafíos más formidables en biomedicina, en parte porque las células que contienen el ADN viral en sus cromosomas persisten frente a medicamentos poderosos y respuestas inmunes. Un equipo de investigación ha aislado ahora, por primera vez, células individuales de estos reservorios virales obstinados y ha caracterizado su actividad genética, lo que sugiere posibles nuevas estrategias de curación.

«Esto es realmente emocionante», dice Sharon Lewin, quien dirige el Instituto Peter Doherty para la Infección y la Inmunidad y destacó el resultado como uno de los más innovadores presentados en la 24ª Conferencia Internacional sobre el SIDA que comenzó la semana pasada. «Estos avances de una sola célula son grandes».

Los investigadores del SIDA han tenido muchos triunfos desde que surgió la enfermedad hace 42 años, pero solo cuatro personas se consideran curadas y tenían cánceres que requerían trasplantes de médula ósea cargados de riesgo. Los trasplantes reconstituyeron sus sistemas inmunológicos con células impermeables a la infección por VIH.

Los esfuerzos para desarrollar curas más simples y seguras para los otros 38,4 millones de personas que viven con el virus se han visto perseguidos por un obstáculo fundamental: el VIH persiste en bolsas de células al permanecer en silencio. Después de entrar en una célula humana e integrar su ADN en los cromosomas del huésped, el VIH permanece invisible para atacar a menos que comience a producir nuevos virus. El tratamiento antirretroviral sofoca la reproducción del VIH, pero las pruebas sensibles muestran que incluso con los tratamientos más efectivos, pequeñas poblaciones de glóbulos blancos tachonados con el receptor CD4 albergan el ADN del VIH en un estado latente.

Los investigadores han utilizado varios compuestos en lo que se llama una estrategia de choque y muerte, que despierta los virus ocultos y destruye las células huésped directamente o permite que el sistema inmunológico haga el trabajo sucio. Esto, en teoría, debería reducir poderosamente o incluso eliminar cualquier reservorio restante. Pero las personas que suspenden los antirretrovirales después de recibir estos compuestos rutinariamente tienen el VIH disparado a niveles altos en la sangre en cuestión de semanas.

En la conferencia sobre el SIDA, Eli Boritz, inmunólogo del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID), describió el esfuerzo de su equipo para comprender mejor los escondites del VIH mediante el análisis de células individuales con el ADN viral en estado latente. Estudios anteriores han aislado el VIH dentro de células individuales en el reservorio, pero los científicos no pudieron evaluar la actividad genética de la célula huésped debido a un Catch-22: solo pudieron identificar si una célula estaba infectada al presionar al virus para que se copiara a sí mismo, lo que, a su vez, probablemente alteró la expresión génica celular.

El nuevo trabajo esquivó este dilema mediante el uso de una técnica que aísla células individuales infectadas a medida que pequeñas cantidades de sangre se mueven a través de tres dispositivos microfluídicos desarrollados por el físico Adam Abate en la Universidad de California, San Francisco, y el bioingeniero Iain Clark en UC Berkeley. En esencia, los dispositivos empujan la sangre a través de canales en microchips que atrapan células individuales en gotitas, lo que les permite abrirse para que otros instrumentos puedan leer su material genético.

«Esa es una tecnología que no existía anteriormente» para los estudios sobre el VIH, dice Mary Kearney, una investigadora de VIH / SIDA que se centra en los reservorios. Lillian Cohn, quien estudia los reservorios de VIH en el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson, dice que el desarrollo de esta nueva tecnología requirió un «esfuerzo heroico» y predice que muchos grupos, incluido el suyo, lo usarán en el futuro.

Boritz y sus colaboradores utilizaron los dispositivos para comparar los genes activos en células CD4 individuales infectadas latentemente de tres personas VIH positivas con las células CD4 de tres personas no infectadas. Cuando un gen se enciende, su ADN se transcribe en una hebra de ARN mensajero (ARNm) que se utiliza para producir una proteína. En su comparación de células CD4, los investigadores analizaron todo el conjunto de casi 18,000 ARNm, el transcriptoma, y encontraron dos patrones distintos: las células CD4 reservorio inhibieron las vías de señalización que generalmente impulsan la muerte celular, y también activaron genes que silenciaron el virus en sí.

«Es notable que estas células sean tan distintas», dice Mathias Lichterfeld, un clínico de enfermedades infecciosas en el Hospital Brigham and Women’s que estudia los reservorios del VIH en personas que controlan sus infecciones durante décadas sin tratamiento.

Lewin dice que ya está rastreando los genes que el equipo de Boritz identificó y preguntándose si un método de edición del genoma como CRISPR podría destruir los reservorios, por ejemplo, paralizando uno de los genes CD4 que está bloqueando su vía de muerte celular.

Lichterfeld dice que su laboratorio tiene un trabajo inédito que sugiere de manera similar que estas células reservorio infectadas tienen propiedades especiales que las hacen resistentes al ataque inmunológico. «En realidad, es realmente agradable cómo usamos enfoques tecnológicos totalmente diferentes, pero llegamos a conclusiones relativamente similares», dice.

Boritz, cuyo grupo pasó 11 años en este proyecto, dice que los resultados tienen «perfecto sentido para este fenómeno nebuloso sobre el que teorizamos llamado latencia del virus». Es particularmente curioso sobre lo que crea estos patrones de expresión génica. Podría ser que estas células CD4 sean tipos distintos con propiedades especiales que les permiten sobrevivir a la infección por más tiempo que otras. O podría ser que la infección por VIH transforme las células en búnkeres de larga duración. «Es extremadamente importante para nosotros resolver eso», dice Boritz. «Tal vez podríamos inhibir ese mecanismo».


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