Luke Gilbert es profesor asistente en UCSF, donde su laboratorio se centra en modelar y superar la resistencia a los medicamentos en células cancerosas utilizando biología sintética y funcional genómica. Es codirigente de un programa financiado por IGI. proyecto de investigación, creando un pretratamiento para evitar que las personas contraigan COVID-19. En septiembre, habló con la escritora científica de IGI, Hope Henderson, sobre este proyecto.
Hábleme de su proyecto de investigación COVID-19.
Estamos creando un tratamiento profiláctico que lo protegería de infectarse con SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19, o un futuro coronavirus. Nuestro método no dependería de su sistema inmunológico, pero es similar a un vacuna ya que se trata previamente para bloquear la infección. Estamos tratando de hacer esto con epigenética". manipulación del objetivo los genes.
¿Qué es la epigenética?
¡La epigenética es algo que a la gente le gusta discutir sobre cuál es la definición! Tengo una definición bastante amplia: cualquier cosa que contribuya a la expresión de genes eso no es letra singular secuencia. En su mayoría, esto se refiere a diferentes tipos de marcas en el ADN y en las colas de histonas. Entonces, nuestra idea es cambiar estas marcas para cambiar la forma en que los genes se expresan en el cuerpo, o incluso solo en el tracto respiratorio superior, donde comienza la infección.
Los cambios epigenéticos son dinámicos y reversibles dentro del cuerpo. Y no podrían transmitirse a las generaciones futuras.
¿Cómo empezó el proyecto?
En 2017, Jennifer Doudna, yo mismo y algunos otros investigadores obtuvimos una subvención de DARPA para usar la epigenética para crear un pretratamiento que protegería a las personas de contraer el ébola al desactivar los genes humanos que se requieren para genoma viral patogénesis. DARPA estaba realmente interesado en usar CRISPR para tratamiento médico de formas que no cambien permanentemente la genoma,. Pensamos, tal vez podamos usar una versión mejorada de nuestro CRISPRi, un tipo de tecnología que edita el epigenoma para desactivar genes temporalmente.
Entonces, en los últimos años hemos creado un sistema en el que podemos expresar transitoriamente un proteína y escriba una serie de marcas en el ADN y las histonas, que el (SCD por sus siglas en inglés), luego recuerda y transmite a medida que se dividen y forman nuevas células.
Entonces golpeó COVID-19. Y dijimos, reutilicemos las herramientas CRISPRi que estamos desarrollando para intentar hacer algo por COVID.
¿A qué genes se dirige con las herramientas CRISPRi?
Lo más fácil de apuntar es un receptor si no es esencial, pero el receptor del SARS-CoV-2 es una proteína llamada ACE2, que también es necesaria para la función pulmonar. Y no queremos simplemente apagar eso. En modelos de ratón, se produce un daño severo en el tejido pulmonar si elimina ese receptor.
Así que estamos viendo otros genes, como los que son necesarios para que el virus ingrese a las células o que los virus necesitan para producir la proteína de pico viral crucial. Hasta ahora, parece que una de nuestras mejores apuestas es apuntar a las proteasas que se requieren para que la proteína de pico tome su forma final. A partir de los datos del ratón, parece que puede eliminar o desactivar el gen de la proteasa TMPRSS2, y los ratones están protegidos de la influenza. La biología de los coronavirus y los virus de la influenza son similares en algunos aspectos, por lo que es posible que si hacemos esto estemos protegidos tanto de la influenza como de los coronavirus.
¿Cómo tomaría la gente el pretratamiento?
Nuestra mejor apuesta para administrarlo como un ARNm inhalable, ya sea en forma de polvo o en forma de nanopartícula lipídica formulación. Contamos con colaboradores con experiencia en estos métodos de entrega, pero este es un gran desafío en múltiples formas. Los ARNm son realmente grandes, por lo que es complicado hacerlos, pero estamos trabajando en ello.
¿Cuándo veríamos esto en la clínica?
Quiero rechazar la venta de falsas esperanzas: esta es una investigación de cielos azules que es lenta y no será efectiva en el futuro cercano. Idealmente, mostramos que desactivar los genes diana evita que las personas se infecten con COVID-19. También me gustaría mostrar que esto también funciona para MERS y SARS, que también son coronavirus. Y si podemos encontrar genes que sean importantes para los tres coronavirus que han surgido en los últimos 20 años, entonces esperamos que esto también sea efectivo para futuros virus emergentes, digamos, COVID-30.
¿Cómo son las cosas en su laboratorio ahora?
Sigo trabajando desde casa. En UCSF, los laboratorios están abiertos a un cuarto de su capacidad. Nuestras reuniones son remotas y ahora todos los análisis de datos se realizan de forma remota. Entonces la gente entra, trabaja en el banco y luego se va. Es más difícil hacer cosas que requieren mucho tiempo debido a incubaciones dispersas, como un Western blot. Entonces, hay ciertos tipos de experimentos que básicamente hemos dejado de hacer.
La tutoría ha cambiado mucho: todo tiene que formalizarse en reuniones en lugar de simplemente hablar a medida que surgen las cosas. Y a algunas personas les parece bien la tutoría de Zoom, pero a otras les parece realmente impersonal, así que esas personas con las que me encuentro afuera (enmascaradas y a distancia, por supuesto).
¿Tienes pasatiempos de cuarentena?
Los últimos seis meses han sido más ocupados de lo normal para mí y para mucha gente. Hemos agregado nuevos proyectos, estudiantes graduados y becas. Entonces, decidí que voy a dormir más en este momento, estoy tomando más siestas.
Este trabajo está financiado por el Laboratorio de Investigación Genómica (LGR), una colaboración entre UC Berkeley / UCSF (IGI) y GlaxoSmithKline.