La mayoría de las infecciones bacterianas se pueden tratar con antibióticos como la penicilina, descubiertas hace décadas. Sin embargo, estos medicamentos son inútiles contra las infecciones virales, incluida la gripe, el resfriado común y las fiebres hemorrágicas mortales como el Ébola.
Ahora, en un desarrollo que podría transformar la forma en que se tratan las infecciones virales, un equipo de investigadores del Laboratorio Lincoln del MIT ha diseñado un medicamento que puede identificar células que han sido infectadas por cualquier tipo de virus, y luego matar esas células para terminar con la infección.
Las imágenes del microscopio de arriba muestran que DRACO trata con éxito las infecciones virales. En el conjunto izquierdo de cuatro fotos, el rinovirus (el virus del resfriado común) mata las células humanas no tratadas (parte inferior izquierda), mientras que el DRACO no tiene toxicidad en las células no infectadas (parte superior derecha) y cura una población de células infectadas (parte inferior derecha). De manera similar, en el conjunto de cuatro fotos de la derecha, el virus de la fiebre hemorrágica del dengue mata las células de monos no tratadas (parte inferior izquierda), mientras que el DRACO no tiene toxicidad en las células no infectadas (parte superior derecha) y cura una población de células infectadas (parte inferior derecha). /Ampliar imagen
En un artículo publicado el 27 de julio en la revista PLoS One, los investigadores probaron su medicamento contra 15 virus y descubrieron que era efectivo contra todos ellos, incluidos los rinovirus que causan el resfriado común, la gripe H1N1, un virus estomacal, un virus de la polio, la fiebre del dengue y varios otros tipos de fiebre hemorrágica.
El medicamento actúa dirigiéndose a un tipo de ARN producido solo en células que han sido infectadas por virus. «En teoría, debería funcionar contra todos los virus», dice Todd Rider, científico senior del Grupo de Tecnologías Químicas, Biológicas y a Nanoescala del Laboratorio Lincoln, que inventó la nueva tecnología.Debido a que la tecnología es de tan amplio espectro, también podría usarse para combatir brotes de nuevos virus, como el brote de SARS (síndrome respiratorio agudo severo) de 2003, dice Rider.Otros miembros del equipo de investigación son Scott Wick, Christina Zook, Tara Boettcher, Jennifer Pancoast y Benjamin Zusman, miembros del personal de Lincoln Lab.
Pocos antivirales disponibles
Rider tuvo la idea de intentar desarrollar una terapia antiviral de amplio espectro hace unos 11 años, después de inventar CANARY (Análisis Celular y Notificación de Riesgos y Rendimientos de Antígenos), un biosensor que puede identificar rápidamente patógenos. «Si detectas una bacteria patógena en el medio ambiente, probablemente haya un antibiótico que se pueda usar para tratar a alguien expuesto a eso, pero me di cuenta de que hay muy pocos tratamientos para los virus», dice.Hay un puñado de medicamentos que combaten virus específicos, como los inhibidores de la proteasa utilizados para controlar la infección por VIH, pero son relativamente pocos y susceptibles a la resistencia viral. Rider se inspiró para sus agentes terapéuticos, llamados DRACOs (Oligomerizadores de Caspasa activados por ARN de doble cadena), a partir de los propios sistemas de defensa de las células vivas.Cuando los virus infectan una célula, se hacen cargo de su maquinaria celular para su propio propósito, es decir, crear más copias del virus. Durante este proceso, los virus crean largas cadenas de ARN de doble cadena (dsRNA), que no se encuentran en las células humanas ni en otras células animales.Como parte de sus defensas naturales contra la infección viral, las células humanas tienen proteínas que se enganchan al dsRNA, desencadenando una cascada de reacciones que evita que el virus se replique. Sin embargo, muchos virus pueden ser más astutos que ese sistema al bloquear uno de los pasos más abajo de la cascada.
Rider tuvo la idea de combinar una proteína de unión a dsRNA con otra proteína que induce a las células a sufrir apoptosis (suicidio celular programado), lanzada, por ejemplo, cuando una célula determina que está en camino de convertirse en cancerosa. Por lo tanto, cuando un extremo del DRACO se une al dsRNA, indica al otro extremo del DRACO que inicie el suicidio celular.Combinar esos dos elementos es una «gran idea» y un enfoque muy novedoso, dice Karla Kirkegaard, profesora de microbiología e inmunología en la Universidad de Stanford. «Los virus son bastante buenos para desarrollar resistencia a las cosas que intentamos contra ellos, pero en este caso, es difícil pensar en una vía simple para la resistencia a los medicamentos», dice.
Cada DRACO también incluye una «etiqueta de entrega», tomada de proteínas de origen natural, que le permite cruzar las membranas celulares y entrar en cualquier célula humana o animal. Sin embargo, si no hay dsRNA presente, DRACO sale ileso de la célula.La mayoría de las pruebas reportadas en este estudio se realizaron en células humanas y animales cultivadas en el laboratorio, pero los investigadores también probaron DRACO en ratones infectados con el virus de la gripe H1N1. Cuando los ratones fueron tratados con DRACO, se curaron completamente de la infección. Las pruebas también mostraron que el DRACO en sí no es tóxico para los ratones.
Los investigadores ahora están probando DRACO contra más virus en ratones y comienzan a obtener resultados prometedores. Rider dice que espera licenciar la tecnología para ensayos en animales más grandes y para eventuales ensayos clínicos en humanos.
Este trabajo está financiado por una subvención del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas y el Centro de Excelencia Regional de Nueva Inglaterra para la Biodefensa y las Enfermedades Infecciosas Emergentes, con fondos anteriores de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, la Agencia de Reducción de Amenazas de Defensa y el Director de Investigación de Defensa & Ingeniería (ahora el Subsecretario de Defensa para Investigación e Ingeniería).