Los estudios de células individuales ofrecen una nueva visión de cómo las infecciones por VIH persisten y podrían curarse | Ciencias

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

“Esto es realmente emocionante”, dice Sharon Lewin, quien dirige el Instituto Peter Doherty para Infecciones e 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 unicelulares son grandes”.

Los investigadores del SIDA han tenido muchos triunfos desde que la enfermedad surgió 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 obstaculizados por un obstáculo fundamental: el VIH persiste en bolsas de células al permanecer en silencio. Después de ingresar a una célula humana e integrar su ADN en los cromosomas del huésped, el VIH permanece invisible al ataque a menos que comience a producir nuevos virus. El tratamiento antirretroviral silencia la reproducción del VIH, pero las pruebas sensibles muestran que incluso con los tratamientos más efectivos, pequeñas poblaciones de glóbulos blancos salpicados 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 inmunitario 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 de forma rutinaria tienen niveles elevados de VIH 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 presionando al virus para que se copiara a sí mismo, lo que, en 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 diminutas cantidades de sangre se mueven a través de tres dispositivos microfluídicos desarrollados por el físico Adam Abate de la Universidad de California en San Francisco y el bioingeniero Iain Clark de 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 antes” para los estudios del VIH, dice Mary Kearney, investigadora del VIH/SIDA que se enfoca en los reservorios. Lillian Cohn, que estudia los reservorios del VIH en el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson, dice que desarrollar esta nueva tecnología requirió un “esfuerzo heroico” y predice que muchos grupos, incluido el suyo, la usarán en el futuro.

Boritz y sus colaboradores utilizaron los dispositivos para comparar los genes activos en células CD4 individuales con infección latente de tres personas VIH positivas con las células CD4 de tres personas no infectadas. Cuando un gen se activa, su ADN se transcribe en una cadena de ARN mensajero (ARNm) que se usa para producir una proteína. En su comparación de células CD4, los investigadores analizaron el conjunto completo de casi 18,000 ARNm, el transcriptoma, y ​​encontraron dos patrones distintos: las células CD4 del reservorio inhibían las vías de señalización que generalmente impulsan la muerte celular y también activaban genes que silenciaban el virus.

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

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

Lichterfeld, su laboratorio, tiene un trabajo no publicado que sugiere de manera similar que estas células reservorio infectadas tienen propiedades especiales que las hacen resistentes al ataque inmunológico. “En realidad, es muy 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”. Tiene especial curiosidad por saber qué crea estos patrones de expresión génica. Podría ser que estas células CD4 sean tipos distintos con propiedades especiales que les permitan sobrevivir a la infección por más tiempo que otras. O puede ser que la infección por el VIH transforme las células en búnkeres duraderos. “Es extremadamente importante para nosotros descifrar eso”, dice Boritz. “Tal vez podríamos inhibir ese mecanismo”.

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