¿Cómo se entra a una celda? Copiar un virus 

Una nueva investigación muestra que las partículas similares a virus pueden ayudar a transportar terapias CRISPR de vanguardia a células específicas.

En nuevo trabajo publicado hoy en Cell ReportsLa fundadora del IGI, Jennifer Doudna, y el director de salud humana del IGI, Alex Marson, y sus equipos muestran cómo las partículas similares a virus pueden proporcionar herramientas de edición del genoma a células específicas. En mayo, los coautores Jenny Hamilton y Connor Tsuchida hablaron con la escritora científica del IGI Hope Henderson sobre los hallazgos y lo que significan para el desarrollo de la próxima generación de edición del terapias

¿Cuál es la idea principal de tu artículo?

Jenny Se han creado sorprendentes opciones de tratamiento de enfermedades que se basan en CRISPR-Cas9 edición del genoma Las herramientas son muy útiles, pero aún existe un gran desafío para poder entregar estas herramientas de manera que puedan funcionar de manera efectiva y segura como terapias. Algunas estrategias de entrega se basan en virus y otras utilizan la entrega no viral. Lo que hacemos aquí es combinar las cosas que son realmente geniales acerca de los virus y las cosas que son realmente geniales acerca de las opciones no virales y unirlas en algo llamado una partícula similar a un virus.

¿Cuáles son los grandes desafíos en la entrega de CRISPR?

connor: A Jenny y a mí nos interesa especialmente el uso de CRISPR en humanos como terapia. Uno de los grandes desafíos de la aplicación es la especificidad: conseguir las herramientas de edición del genoma just En el correo electrónico “Su Cuenta de Usuario en su Nuevo Sistema XNUMXCX”. (SCD por sus siglas en inglés), Quiere que se realicen modificaciones. Mantener las modificaciones solo en las células donde son necesarias reduce el riesgo de efectos no deseados en tejidos u órganos no deseados. Las partículas similares a virus realmente tienen esa especificidad.

Jenny Una vez que las moléculas CRISPR-Cas9 están dentro de la celda correcta, también debe pensar en golpear la celda correcta. letra singular objetivo y no golpear otros sitios dentro del genoma,En la actualidad, el método principal para introducir las herramientas CRISPR-Cas9 en el cuerpo requiere codificar las instrucciones para ellas en ADN, empaquetado en un genoma adenoasociado. virusCuando eso entra en la célula, la célula usa las instrucciones del ADN para crear su editor y su guía. moléculas de ARN continuamente. Será realmente bueno para hacer el cambio que desea, pero será mucho más probable que realice una edición fuera del objetivo solo porque los componentes de edición siempre están disponibles.

Connor y yo estamos muy entusiasmados con este nuevo trabajo porque en lugar de entregar instrucciones genéticas para hacer... Cas9 y la secuencia de ARN guía, en realidad estamos entregando el ARN ya elaborado proteína y guiar dentro de la partícula similar a un virus. Hace su trabajo y luego se elimina de la celda en un par de días. Otros han demostrado que el uso de complejos de ARN guía Cas9 minimiza las ediciones no deseadas fuera del objetivo. Debido a esto, creemos que podemos reducir la edición fuera del objetivo mediante el uso de partículas similares a virus, en comparación con una estrategia en la que continuamente se crean los componentes del editor.

¿Cuál es la diferencia entre un virus y una partícula similar a un virus?

connor: Lo importante de entender es que los virus tienen dos partes: la membrana externa, que se puede considerar como un caparazón, y la carga dentro de ese caparazón. El caparazón tiene componentes que ayudan al virus a entrar en tipos específicos de células; esa es la parte que estamos cooptando aquí. La carga dentro del virus es lo que tiene el genoma viral, hace que un virus se replique y potencialmente le cause daño. Nuestras partículas similares a virus carecen de las instrucciones necesarias para la replicación viral.

Utilizamos proteínas del VIH para crear nuestras partículas similares a virus. El VIH es muy bueno para entrar en un tipo específico de célula inmunitaria llamada célula T CD4. Estamos utilizando parte de su envoltura para entrar en esas células, pero solo la envoltura, nada de la carga viral. En nuestro caso, la carga que se entrega es Cas9, y no hay genoma viral, por lo que nuestras partículas similares a virus no se replican dentro del cuerpo. Cuando se menciona el VIH, es comprensible que la gente se sienta un poco indecisa, pero no hay forma posible de contraer el VIH con este enfoque.

¿Qué haces con las partículas parecidas a virus en tu nueva investigación?

Jenny Esta es nuestra primera prueba de concepto de la creación de partículas similares a virus que se parecen a un virus u otro para aprovechar la capacidad natural de los virus de entrar en tipos específicos de células. Como dijo Connor, creamos partículas que se parecen al VIH por fuera. El VIH entra en un tipo de célula inmunitaria conocida como célula auxiliar. las células TDemostramos que en una población mixta de células inmunes, podríamos usar estas partículas similares a virus para editar específicamente las células T auxiliares y no editar los otros tipos de células inmunes.

Hicimos esto en un tubo de ensayo usando células inmunitarias humanas, pero no hay razón para pensar que sería diferente dentro del cuerpo. Nuestros próximos experimentos lo intentarán en ratones, con células inmunes que circulan en el sistema sanguíneo.

Una razón por la que esto es realmente emocionante e importante es que las células T se están utilizando como estrategia para combatir células cancerosas. Es posible que haya oído hablar de las células CAR-T. Con las terapias CAR-T, las células T se extraen del cuerpo y se reprograman con herramientas genómicas para que ataquen las células cancerosas. Es un proceso largo y costoso en este momento: extraer sangre, filtrar las células T, editarlas, volver a colocarlas. Creemos que nuestras partículas similares a virus podrían usarse para producir células CAR-T simplemente dando a un paciente un tratamiento con inyección o por vía intravenosa. Esto sería más rápido, económico y sencillo.

¿Podrían usarse otros tipos de partículas de tipo viral para introducir CRISPR en otros tipos de células?

connor: Sí definitivamente. Hay varios virus de origen natural que son realmente buenos para penetrar en tipos específicos de células. Por ejemplo, el virus de la rabia es muy bueno para infectar células neuronales. Entonces, si quisiéramos administrar una terapia CRISPR a las neuronas, podríamos usar algunas proteínas del caparazón del virus de la rabia para ingresar a esas células. También se han realizado muchas investigaciones utilizando anticuerpos u otras moléculas diseñadas que se unen a tipos específicos de células para indicar dónde se entregan las cosas. Potencialmente, cualquier tipo de célula en el cuerpo podría ser dirigido específicamente a través de estos enfoques.

By Hope Henderson

Hope Henderson tiene un Bachillerato en Biología de la Universidad de Brown y un Doctorado en Biología Celular y Molecular de la Universidad de California, Berkeley. Se incorporó al IGI en 2019 para trabajar en comunicación científica. Además de ser la escritora principal del IGI, planifica la estrategia de contenido y administra las redes sociales, la ilustración y la traducción del IGI.