Las enzimas dirigidas destruyen el ARN del virus
El ARN de interferencia como nuevo enfoque para el tratamiento de la COVID-19
Un equipo de investigación dirigido por la Universidad Técnica de Múnich (TUM) ha utilizado con éxito enzimas específicas para destruir la información genética del SARS-CoV-2 directamente después de que el virus penetre en la célula. Los hallazgos podrían servir de base para una terapia para tratar el Covid-19.
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Nuestro genoma contiene instrucciones de construcción de proteínas y otras moléculas. Para que éstas sean producidas por la célula, primero debe crearse una especie de transcripción de estas instrucciones de construcción, que toma la forma de las llamadas moléculas de ARN. La transcripción es reconocida y puesta en práctica por las células.
"Sin embargo, también hay un mecanismo que puede destruir muy específicamente este ARN, que tiene lugar en todas las células humanas como parte de la regulación de los genes", explica el Dr. Thomas Michler, que dirigió el estudio actual en el Instituto de Virología de la TUM y el Helmholtz Zentrum München. "Es la llamada interferencia del ARN".
En este proceso, se forman trozos cortos de ARN en la célula, llamados siRNA (small interfering RNA). Estos segmentos pueden unirse a puntos específicos de una molécula de ARN. Junto con las proteínas, el ARNsi forma lo que se denomina Complejo de Silenciamiento Inducido por ARN (RISC), una enzima que luego corta el ARN objetivo.
El virus introduce el ARN en la célula
"Desde hace tiempo se está intentando hacer un uso terapéutico de este mecanismo", afirma Ulrike Protzer, directora del Instituto de Virología de la TUM. "En los últimos años se ha avanzado mucho en este campo. Entre otras cosas, ahora es posible estabilizar el siRNA mediante modificaciones químicas para que no se descomponga tan rápidamente en las células".
En el SARS-CoV-2, hay dos objetivos para la interferencia del ARN: En primer lugar, el genoma del virus está formado por ARN, que se introduce en la célula infectada y contiene el proyecto de nuevos virus. En segundo lugar, se forman las llamadas moléculas de ARN subgenómico, que instruyen a la célula huésped para que produzca proteínas virales.
El inicio del ciclo de replicación como punto de ataque más eficaz
El equipo de investigación quería averiguar, en primer lugar, cuáles son las estructuras de ARN del virus que mejor se pueden atacar y en qué fase del ciclo de replicación debe tener lugar el tratamiento. "Nuestro principal hallazgo es que la interferencia de ARN es más eficaz cuando el virus acaba de penetrar en la célula", afirma Shubhankar Ambike, uno de los primeros autores del estudio. En este caso, los ARNsi que se dirigen selectivamente al genoma viral fueron superiores a otros ARNsi que se dirigen a las moléculas de ARN subgenómico.
En colaboración con sus colegas de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich y del Centro Alemán de Investigación en Salud Ambiental Helmholtz Zentrum München, los investigadores también realizaron experimentos con tejido pulmonar humano que habían infectado con el SARS-CoV-2. Los experimentos confirmaron sus resultados. En un proyecto de seguimiento, los investigadores planean ahora desarrollar un método que pueda utilizarse para introducir el ingrediente activo en el pulmón de la manera más eficaz posible. Los resultados podrían servir de base a terapias para tratar otras enfermedades respiratorias virales.
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Publicación original
Shubhankar Ambike, Cho-Chin Cheng, Martin Feuerherd, Stoyan Velkov, Domizia Baldassi, Suliman Qadir Afridi, Diana Porras-Gonzalez, Xin Wei, Philipp Hagen, Nikolaus Kneidinger, Mircea Gabriel Stoleriu, Vincent Grass, Gerald Burgstaller, Andreas Pichlmair, Olivia M Merkel, Chunkyu Ko, Thomas Michler; "Targeting genomic SARS-CoV-2 RNA with siRNAs allows efficient inhibition of viral replication and spread"; Nucleic Acids Research, Volume 50, Issue 1, 11 January 2022, Pages 333–349
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