El tratamiento de ARNm fácil de administrar se muestra prometedor para detener los virus de la gripe y la COVID-19
El investigador Daryll Vanover trabaja con el nebulizador que adaptó para probar un nuevo tratamiento basado en ARNm para la gripe y la COVID-19. El equipo usó tecnología de ARNm para codificar una proteína llamada Cas13a que destruye partes del código genético de ARN que usan los virus para replicarse en las células de los pulmones. Fue desarrollado por investigadores en el laboratorio de Philip Santangelo en el Departamento de Ingeniería Biomédica de Wallace H. Coulter. Crédito: Instituto de Tecnología de Georgia
Con un cambio genético relativamente menor, un nuevo tratamiento desarrollado por investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia y la Universidad de Emory parece detener la replicación tanto de los virus de la gripe como del virus que causa el COVID-19. Lo mejor de todo es que el tratamiento podría administrarse a los pulmones a través de un nebulizador, lo que facilita que los pacientes se administren en casa.
La terapia se basa en un tipo de CRISPR, que normalmente permite a los investigadores seleccionar y editar partes específicas del código genético para identificar moléculas de ARN. En este caso, el equipo usó tecnología de ARNm para codificar una proteína llamada Cas13a que destruye partes del código genético de ARN que usan los virus para replicarse en las células de los pulmones. Fue desarrollado por investigadores en el laboratorio de Philip Santangelo en el Departamento de Ingeniería Biomédica de Wallace H. Coulter.
«En nuestro fármaco, lo único que tiene que cambiar para pasar de un virus a otro es la cadena guía que solo hay que cambiar una secuencia de ARN. Eso es todo», dijo Santangelo. «Pasamos de la gripe al SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19. Son virus increíblemente diferentes. Y pudimos hacerlo muy, muy rápidamente simplemente cambiando una guía».
La hebra guía es un mapa que básicamente le dice a la proteína Cas13a dónde unirse al ARN de los virus y comenzar a destruirlo. Trabajando con colaboradores de la Universidad de Georgia, la Universidad Estatal de Georgia y la Universidad Estatal de Kennesaw, el equipo de Santangelo probó su enfoque contra la gripe en ratones y el SARS-CoV-2 en hámsteres. En ambos casos, los animales enfermos se recuperaron.
Los resultados se publicaron el 3 de febrero en la revista Nature Biotechnology. Es el primer estudio que muestra que el ARNm se puede usar para expresar la proteína Cas13a y hacer que funcione directamente en el tejido pulmonar en lugar de en las células en un plato. También es el primero en demostrar que la proteína Cas13a es eficaz para detener la replicación del SARS-CoV-2.
Además, el enfoque del equipo tiene el potencial de funcionar contra el 99 % de las cepas de gripe que han circulado por el mundo. el siglo pasado También parece que sería eficaz contra las nuevas variantes altamente contagiosas del coronavirus que han comenzado a circular.
La clave de esa amplia eficacia es la secuencia de genes a la que se dirigen los investigadores.
«En la gripe, estamos atacando los genes de la polimerasa. Esas son las enzimas que permiten que el virus produzca más ARN y se replique», dijo Santangelo, el autor correspondiente del estudio.
Con la ayuda de un colaborador en los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, observaron las secuencias genéticas de las cepas de gripe prevalentes durante los últimos 100 años y encontraron regiones de ARN que no han cambiado en casi todas ellas.
«Fuimos tras esos , porque están mucho mejor conservados», dijo Santangelo. «Dejamos que la biología dicte cuáles serían nuestros objetivos».
Del mismo modo, en el SARS-CoV-2, las secuencias a las que se dirigieron los investigadores hasta ahora permanecen sin cambios en las nuevas variantes.
El enfoque significa que el tratamiento es flexible y adaptable a medida que surgen nuevos virus, dijo Daryll Vanover, científico investigador en el laboratorio de Santangelo y segundo autor del artículo.
«Una de las primeras cosas que la sociedad y los CDC están tomando saber cuándo surge una pandemia es la secuencia genética. Es una de las primeras herramientas que los CDC y los equipos de vigilancia van a utilizar para identificar qué tipo de virus es y comenzar a rastrearlo», dijo Vanover. «Una vez que los CDC publiquen esas secuencias, eso es todo lo que necesitamos. Podemos examinar de inmediato las regiones que nos interesan para apuntar y acabar con el virus».
Vanover dijo que eso puede resultar en candidatos principales para ensayos clínicos en cuestión de semanas, que es aproximadamente el tiempo que les tomó escanear las secuencias, diseñar sus hilos guía y estar listos para las pruebas en este estudio.
«Realmente es bastante plug-and-play, dijo Santangelo. «Si está hablando de pequeños ajustes versus grandes ajustes, es una gran ventaja en términos de tiempo. Y en una pandemia, si hubiéramos tenido una vacuna en uno o dos meses después de la pandemia, piense en cómo se verían las cosas ahora. Si Tuvimos una terapia un mes después de que golpeó, ¿cómo se verían las cosas ahora? Podría hacer una gran diferencia, el impacto en la economía, el impacto en las personas».
El proyecto fue financiado por la Defensa Programa de expresión preventiva de alelos protectores y elementos de respuesta (PREPARE) de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (DARPA), con el objetivo de crear moduladores de genes seguros, efectivos, transitorios y reversibles como contramedidas médicas que podrían adaptarse y administrarse rápidamente. Es por eso que el equipo decidió probar un nebulizador para administrar el tratamiento, dijo Santangelo.
«Si realmente está tratando de pensar en algo que va a ser un tratamiento que alguien puede administrarse por sí mismo casa, el nebulizador que usamos no es muy diferente de uno que puedes comprar en una farmacia», dijo.
El enfoque del equipo también fue acelerado por su trabajo anterior sobre la entrega de ARNm a superficies mucosas como los que están en los pulmones. Sabían que había una buena posibilidad de que pudieran abordar las infecciones respiratorias con ese enfoque. Decidieron usar ARNm para codificar la proteína Cas13a porque es una técnica intrínsecamente segura.
«El ARNm es transitorio. No ingresa al núcleo, no afecta su ADN», dijo Santangelo. , «y para estas proteínas CRISPR, realmente no quieres que se expresen durante largos períodos de tiempo».
Él y Vanover dijeron que queda trabajo adicional, especialmente comprender más sobre los mecanismos específicos que hacen que el tratamiento sea efectivo. No ha producido efectos secundarios en los modelos animales, pero quieren profundizar en la seguridad al considerar acercarse a una terapia para pacientes humanos.
«Este proyecto realmente nos dio la oportunidad de impulsar nuestros límites en el laboratorio en términos de técnicas, en términos de nueva estrategia», dijo Chiara Zurla, gerente de proyecto del equipo y coautora del artículo. «Especialmente con la pandemia, sentimos la obligación de hacer todo lo que podamos y lo mejor que podamos. Este primer artículo es un gran ejemplo, pero muchos lo seguirán; hemos trabajado mucho y tenemos mucho de resultados prometedores».
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Siga las últimas noticias sobre el brote de coronavirus (COVID-19) Más información: Emmeline L. Blanchard et al, Tratamiento de la influenza y las infecciones por SARS-CoV-2 a través de Cas13a codificado por ARNm en roedores, Nature Biotechnology (2021). DOI: 10.1038/s41587-021-00822-w Información de la revista: Nature Biotechnology
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia Cita: Programas de tratamiento de ARNm fáciles de administrar promesa para detener los virus de la gripe y el COVID-19 (4 de marzo de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2021-03-easy-to-deliver-mrna-treatment-flu-covid-.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.