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Dr. Montoliu: “CRISPR no corta totalmente el genoma, lo abre para que la célula pueda eliminar el SARS-CoV-2”

Genetista del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC

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..Cristina Cebrián.
La aplicación de herramientas de edición genética, como CRISPR, puede ser de gran ayuda en la lucha contra el nuevo coronavirus SARS-CoV-2. Así, puede utilizarse la proteína nucleasa Cas13d para cortar el ARN de la célula infectada y reducir la carga de virus SARS-CoV-2 que está infectando las células. Así lo explica a iSanidad el Dr. Lluis Montoliu, genetista del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y uno de los autores del proyecto junto con la viróloga Dolores Rodríguez, del mismo centro.

También participan en la investigación Almudena Fernández, del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (Ciberer), del Instituto de Salud Carlos III; y Miguel Ángel Moreno, del Centro Andaluz de Biología del desarrollo (CABD). El proyecto está financiado por el Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) a partir de donaciones privadas de empresas y de particulares. Aunque no descartan obtener financiación adicional de otros proyectos para poder continuar en las fases preclínica y clínica.

¿Cómo funcionan las herramientas CRISPR para cortar el ‘corazón’ del SARS-CoV-2?
Habitualmente estas herramientas se han presentado como unas tijeras programables que cortan ADN. Sin embargo, hay muchas variantes y una de las que se conoce desde hace menos tiempo es la proteína Cas13d. Su principal característica es que es capaz de cortar ARN y es de las pocas que lo hace con una especificidad importante. Con respecto al coronavirus, su genoma es precisamente ARN y no ADN.

Con CRISPR no troceamos totalmente el genoma, sino que lo abrimos y así la célula es capaz de degradar el virus SARS-CoV-2 y de eliminarlo

Crispr-Sars-cov-2Por tanto, cuando unimos estas dos ideas, pensamos en intentar llevar esta nucleasa dentro de la célula infectada con el virus. De tal manera que esas tijeras corten el genoma del SARS-CoV-2 y que la célula sea capaz de degradar el resto. El genoma está protegido en los dos extremos, pero si lo cortamos por el medio creamos dos extremos nuevos a partir de los cuales se puede degradar. Con lo cual, no troceamos totalmente el genoma, sino que lo abrimos y así la célula es capaz de degradar el virus y de eliminarlo.

¿Qué ocurre si la herramienta CRISPR afecta a otras moléculas de ARN de la célula y cómo se evita?
Este es el motivo por el que no vamos a comenzar a trabajar directamente ni en animales ni en seres humanos. Una de las cuestiones que más nos preocupa es la seguridad del proceso. Estamos utilizando la Cas13d porque, aunque no es la única capaz de cortar ARN, es de las únicas capaz de hacerlo con la especificidad que necesitamos.

La célula es como un saco lleno de ARN de todo tipo y, de todos ellos, solo nos interesa uno, que es precisamente el del virus. Por tanto, este es el único ARN que queremos cortar, mientras que los otros los queremos dejar inmaculados. No queremos que la herramienta CRISPR se les acerque ni les corte. Pero, evidentemente, esto no vale solo con decirlo, también hay que demostrarlo.

Antes de pasar directamente a probarlo en SARS-CoV-2, lo vamos a hacer con coronavirus parecidos a este que son menos peligrosos 

¿En qué fase de la investigación se encuentran ahora y cuáles serán los próximos pasos?
Antes de pasar directamente a probar la herramienta CRISPR en SARS-CoV-2, que evidentemente es un virus peligroso y exige unas medidas de seguridad muy importantes, lo vamos a hacer con coronavirus parecidos a este y que son menos peligrosos. Estos nos permiten trabajar con unas condiciones de seguridad menos extraordinarias, por lo que podemos avanzar bastante más rápido para definir las condiciones. Una vez que tengamos estas condiciones bien definidas podremos dar el salto y hacer el experimento final en el SARS-CoV-2. Primero trabajaremos con células en cultivo y después saltaremos a modelos animales.

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En los primeros experimentos que estamos realizando, estamos validando la toxicidad de estos reactivos en embriones de pez cebra. Una vez que se complete esta primera fase de validación es cuando empezaremos, en una segunda fase, a trabajar con células en cultivo de mamíferos y de humanos. Así, verificaremos que en esas células solo somos capaces de cortar el virus SARS-CoV-2. Esperamos ver una disminución efectiva de los virus en las células, sin tocar el resto de los ARN.

La versatilidad de CRISPR permite que, si cambiamos la guía, podemos dirigirla a cortar cualquier otro virus que tenga otro genoma de ARN, como el de la gripe

¿Qué aplicaciones tiene el uso de esta técnica genética para luchar contra el coronavirus SARS-CoV-2?
Estamos elaborando una estrategia versátil que, a medio y largo plazo, puede llegar a ser efectiva. Es un proyecto básico de investigación. Es decir, no estamos probando un tratamiento que se vaya a administrar directamente a pacientes. Nuestra estrategia puede utilizarse para luchar contra el coronavirus pero la versatilidad de las herramientas CRISPR permite que, si cambiamos la guía, podemos dirigirla a cortar cualquier otro virus que tenga otro genoma de ARN. Este es el caso del genoma del virus de la gripe. Por lo que también es una herramienta útil para luchar contra este virus y contra otros que puedan aparecer.

¿Cuándo probarán esta estrategia en células humanas?
Lo vamos a hacer inmediatamente en líneas celulares humanas en cultivo, una vez que se valide en embriones de pez cebra. El proyecto tiene un año de duración y arrancó a principios de mayo, por lo que casi estamos retransmitiendo los experimentos en directo. También intentaremos, al finalizar el año, obtener financiación adicional de otros proyectos que nos permita continuar en las fases preclínica y clínica.

¿Podrá utilizarse esta técnica de manera complementaria con posibles vacunas contra el SARS-CoV-2?
Cuando lleguen las vacunas contra este coronavirus serán una herramienta de salud pública imprescindible y se puede complementar con otras estrategias. Si todos los pasos de nuestra estrategia dan sus frutos y son positivos, podremos plantearnos un ensayo clínico con humanos.

Crispr-Sars-cov-2Sería algo que podríamos administrar a las personas infectadas con SARS-CoV-2 en formato spray y que entrase por las vías aéreas o bien a través de la sangre

En un futuro, tal y como lo visualizo, la idea es convertir esta herramienta en una especia de nebulizador. Sería algo que podríamos administrar a las personas infectadas en formato spray y que entrase por las vías aéreas o bien a través de la sangre. El objetivo es reducir la carga de virus SARS-CoV2- que está infectando sus células.

Hay que pensar que nuestro sistema inmune es capaz de solucionar muchos problemas, pero muchas veces está absolutamente saturado cuando se produce una infección de estas características. Si logramos reducir significativamente la cantidad de virus que tienen nuestras células, probablemente será más fácil que nuestro sistema inmune los elimine. 

¿Qué especialistas participan en este proyecto?
Están involucrados varios laboratorios y centros de investigación. Entre ellos, el Centro Andaluz de Biología del desarrollo (CABD), en Sevilla y el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), donde trabajo en este proyecto junto a la viróloga Dolores Rodríguez; y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (Ciberer), del Instituto de Salud Carlos III.

Una de las cosas que nos está enseñando esta pandemia es que la única manera de abordar estos proyectos tan complejos es a partir de equipos multidisciplinares. De modo que cada uno aporte sus conocimientos.

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