Infección por el VIH: Entender mejor el reservorio del virus en el cuerpo
Los investigadores han desarrollado un método que permite analizar genéticamente en detalle, por primera vez, las células inmunitarias humanas en reposo.
Las células T CD4+ son partes importantes del sistema inmunitario y desempeñan un papel clave en la defensa del organismo contra los agentes patógenos. Como poseen una gran variedad de mecanismos de defensa contra el VIH en su estado de reposo, sólo se infectan en muy raras ocasiones, pero estas pocas células infectadas forman un reservorio latente para el VIH en el cuerpo que actualmente no puede ser alcanzado por los medicamentos antivirales. En consecuencia, el virus puede volver a propagarse desde allí tras la activación de las células T CD4+. Entender cómo interactúa el VIH con las células T CD4+ en reposo es esencial para encontrar nuevos enfoques terapéuticos. Científicos dirigidos por el profesor Oliver T. Keppler, del Instituto Max von Pettenkofer de la LMU, han desarrollado ahora un método que, por primera vez, permite manipular genéticamente estas células inmunitarias específicas en condiciones fisiológicas de forma eficaz y sin complicaciones. Tal y como informan los autores en la revista Nature Methods, esto permite conocer la biología de estas células, algo que hasta ahora no era posible.
Imagen simbólica
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Los linfocitos T CD4+ en reposo apenas se podían manipular genéticamente, porque los métodos disponibles presuponen generalmente células en división, como explica Keppler. "Y las células en reposo no se dividen por definición". Como primer paso en el desarrollo del nuevo método, el equipo de científicos optimizó las condiciones de cultivo. Como resultado, los investigadores pudieron mantener vivas estas células en el laboratorio tras extraerlas de la sangre de donantes sanos no sólo durante 3-4 días como antes, sino hasta seis semanas. El progreso decisivo llegó con un avance en la nucleofección, un método especial que permite introducir reactivos en el núcleo de una célula. Mediante esta técnica, los investigadores introdujeron las tijeras genéticas CRISPR-Cas en células T CD4+ en reposo, lo que les permitió realizar modificaciones selectivas en el genoma de las células huésped, por ejemplo, eliminando genes mediante los llamados knockouts. "Esta combinación funcionó de forma muy eficiente, y pudimos alcanzar y manipular genéticamente alrededor del 98 por ciento de las células. Además, lo hicimos sin activar las células T CD4+", afirma Keppler. "Lo más emocionante fue que pudimos eliminar hasta seis genes simultáneamente con gran eficacia mediante una sola nucleofección. Nadie había logrado hacer eso en células primarias antes - y lo hicimos con células aisladas de un órgano intacto."
Knock-out y knock-in de genes
En el futuro, los investigadores podrán así eliminar genes individuales y vías de señalización completas y analizar sus funciones. Al eliminar los genes correspondientes, ya han conseguido aclarar si cuatro factores celulares hasta ahora controvertidos desempeñan o no un papel en la infección por el VIH.
Además, han aplicado un segundo enfoque de "knock-in", por el que se insertan genes adicionales o ligeramente modificados, como el gen de la proteína verde fluorescente (GFP). Con la ayuda de esta proteína, los investigadores pueden analizar cómo cambia la actividad de un gen objetivo en determinadas condiciones, o pueden marcar proteínas específicas. "Todo esto nos da la oportunidad de investigar por primera vez la interacción del VIH con las células T CD4+ humanas en reposo en condiciones fisiológicas", explica Adrian Ruhle, coautor del estudio. "Pero también podemos investigar mejor estas células en su papel general como células inmunitarias más allá del VIH". A largo plazo, los investigadores esperan que conocer mejor la biología de estas células conduzca a nuevos enfoques para la eliminación total del VIH del cuerpo de los pacientes, ya que todavía hay unos 37 millones de personas infectadas por el virus en todo el mundo.
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Publicación original
Manuel Albanese*, Adrian Ruhle*, Jennifer Mittermaier, Ernesto Mejías-Pérez, Madeleine Gapp, Andreas Linder, Niklas A. Schmacke, Katharina Hofmann, Alexandru A. Hennrich, David N. Levy, Andreas Humpe, Karl-Klaus Conzelmann, Veit Hornung, Oliver T. Fackler and Oliver T. Keppler; "Rapid, efficient and activation-neutral gene editing of polyclonal primary human resting CD4+ T cells allows complex functional analyses"; Nature Methods; 2021
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