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Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Misiles contra el SIDA

Misiles contra el SIDA
Ilustración :: ÁLEX

En el SIDA el éxito de las terapias multifármacos de mantenimiento ha hecho que sea menos acuciante la necesidad de la búsqueda de terapias definitivas. Sin embargo, este objetivo final nunca debería perder fuerza, aparte de que, en un cierto porcentaje de casos, existen pacientes infectados con el VIH-1 (virus inmunodeficiencia humana) que no responden bien a las terapias estándares por lo que su solución debe ser alternativa. En este orden de cosas, en el número de esta semana la revista Science Translational Medicine (del grupo Science) se describen los prometedores resultados obtenidos con un nuevo tipo de aproximación al problema consistente en el uso de proyectiles dirigidos de ARNsi (ácido ribonucleico pequeño interferente) para destruir al virus VIH.

ARN
Recordemos que nuestro genoma está formado por moléculas poliméricas de ADN (ácido desoxirribonucleico) y que en el proceso de transmisión de la información desde los genes hasta la síntesis de proteínas o enzimas participan diversos tipos de moléculas de ARN (ácido ribonucleico). También que los virus suelen poseer un componente externo proteínico y otro interno (el infectivo), de ADN o de ARN. Los retrovirus contienen ARN y, normalmente, para que ocurra el proceso infectivo, ese ARN ha de ser introducido en la célula huésped donde una enzima especial, la transcriptasa inversa, transcribe la información del ARN hasta la forma de ADN, que penetra en el núcleo celular y se integra en el genoma celular. La transcripción de este ADN genómico ocasiona copias de los ARN virales que se ensamblan con las proteínas adecuadas y dan lugar a la liberación y multiplicación de nuevas partículas virales y el proceso finaliza con la destrucción de la célula huésped. 

Precisamente, el virus de la inmunodeficiencia humana es un retrovirus que ocasiona la destrucción de los linfocitos T, originando el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA), con grave alteración del sistema inmunitario, lo que facilita el contagio por una gran cantidad de microorganismos que pueden conducir a la muerte del individuo inmunodeprimido.

El conocimiento, cada vez más profundo, de la genética y de la biología molecular del proceso infeccioso del VIH permite investigar nuevas posibilidades de interaccionar con el proceso e interrumpirlo. Dado el protagonismo que en ese proceso juega el ARN vírico es normal que una de las líneas terapéuticas más prometedoras haya sido la de intentar interferir con el metabolismo del ARN vírico.

¿Cómo y donde? Una de las consecuencias más sorprendentes derivadas de los datos obtenidos con las tecnologías aplicadas en el desarrollo del Proyecto Genoma Humano ha sido el descubrimiento de que existen múltiples y variadas formas de moléculas de ARN (véase, por ejemplo, http://servicios.laverdad.es/cienciaysalud/10_1_40.html). He aquí una pequeña muestra: preARNm, ARNm, preARNr, ARNr, preARNt, ARNt, ARNsn, ARNsno, ArNmi, ARNsi, siglas en las que m significa mensajero, r es ribosómico, t es transferente, sn es pequeño nuclear (small nuclear), sno es pequeño nucleolar (small nucleolar), mi es mitocondrial y si es pequeño interferente (small interfering). Comentemos éste último.

ARNsi
Una porción de molécula de ARN que posea una secuencia de bases complementarias a la secuencia de una porción de ADN o ARN “normal” se denomina ARNi, interferente o antisentido.  Si el ARN “normal” se une a su ARN antisentido se forma una doble hebra que impide la síntesis proteica a partir del ARN normal, es decir, se bloquea el proceso informativo. Hace unos 30 años que se conoce este hecho e, inmediatamente, se soñó con su aplicación terapéutica en los casos en que fuese necesario “silenciar” al gen responsable de una enfermedad o de la replicación de un virus, por ejemplo. Más aún, aunque se creía que solo las bacterias y plantas eran capaces de fabricar en la naturaleza ARNi interferentes, posiblemente para proteger a las células contra los virus, en el año 1999 científicos de la empresa israelita CompuGen descubrieron que el genoma humano también poseía esa capacidad y que el número de nuestros ARNi al menos era de 1600.
 
Hace ya varios años existió un precedente respecto a la investigación que comentaremos posteriormente. Se trató de unos ensayos realizados sobre 6 monos infectados con el virus VIS, equivalente simio del virus VIH humano. Tres de los monos infectados se sometieron a una terapia antisentido, con ARN interferente, contra los genes que codificaban a las proteínas víricas Tat y Rev, que participan en el ataque del virus contra las células inmunológicas CD4. Como resultado, los monos tratados redujeron sustancialmente sus niveles del virus VIS y no mostraron sintomatología de la enfermedad.

Sin embargo, en general y hasta la fecha, a pesar de su potencialidad terapéutica, ha sido muy limitado el éxito del uso de ARNsi capaces de interferir con la expresión de un gen específico. La principal razón para ello es porque tras ser inyectados los ARNsi se destruyen muy rápidamente en la sangre.

APTÁMEROS
Los aptámeros podrían ser la solución a este problema. Se tratan de pequeñas moléculas de ácidos nucleicos de cadena sencilla, de tamaños entre 70 y 100 nucleótidos, que gracias al plegamiento tridimensional de su cadena son capaces de reconocer de forma específica y con alta afinidad a sus moléculas diana. Se seleccionan a partir de librerías de oligonucleótidos combinatoriales, mediante un método conocido como SELEX (de sus siglas en inglés: Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment). Los aptámeros poseen una región central de tamaño variable y de secuencia aleatoria con dos regiones flanqueantes de secuencia conocida.

Usando estas interesantes moléculas, John Rossi y el resto de sus 9 colegas americanos acaban de publicar el resultado de sus investigaciones en un interesante artículo titulado (traducido) ´Una quimera aptámero-ARNsi suprime la carga viral VIH-1 y protege de la disminución de células cooperadoras T CD4+ en ratones humanizados´.

Necesitaban un modelo experimental. Los ratones no son infectados por el VIH. Para solucionar el problema el sistema inmune del los ratones lo `humanizaron´ mediante el trasplante a los ratones de células madre sanguíneas humanas para que dispusieran de un sistema inmune como el humano. De este modo los ratones ya fueron infectables por el HIV.

La segunda parte fue el desarrollo de un resistente `misil biológico específico guiado´ contra los ratones infectados. Era necesaria una molécula que no actuase sobre las células sanas, que solo lo hiciese sobre las invadidas por el virus y que fuese eficaz en el bloqueo de la replicación vírica. Lo consiguieron. Para ello unieron el adecuado ARNsi con el aptámero conveniente, el aptámero A1. La porción de aptámero sirvió para guiar al proyectil hasta su diana, hasta las células infectadas, enlazándose con la cubierta del VIH e introduciendo en el virus la carga mortal de ARNsi específico que bloqueaba su replicación. En cuanto a los virus libres circulando por la sangre también fueron sensibles a la acción del complejo aptámero-ARNsi.

El sistema parece muy eficaz. Una sola inyección produce un efecto grande y una semanal durante varias semanas consigue la protección total. ¿El futuro inmediato? Comprobar la aplicabilidad en humanos y conseguir moléculas que sean utilizables con una única inyección mensual.