Los científicos de la Universidad de Rice han diseñado un virus sintonizable que funciona como una caja de seguridad. Se necesitan dos llaves para abrirlo y liberar su carga terapéutica.

El laboratorio de Rice del bioingeniero Junghae Suh ha desarrollado un virus adenoasociado (AAV) que se desbloquea solo en presencia de dos proteasas seleccionadas, enzimas que cortan otras proteínas para su eliminación. Debido a que ciertas proteasas están elevadas en los sitios del tumor, los virus pueden diseñarse para atacar y destruir las células cancerosas.

El trabajo aparece en línea esta semana en la revista American Chemical Society. ACS Nano .

Los AAV son bastante benignos y se han convertido en objeto de intensos estudios como vehículos de administración de terapias génicas. Los investigadores a menudo intentan dirigir los AAV a los receptores celulares que pueden estar ligeramente sobreexpresados ​​en las células enfermas.

El laboratorio de Rice adopta un enfoque diferente. "Estábamos buscando otros tipos de biomarcadores más allá de los receptores celulares presentes en los sitios de la enfermedad, "Suh dijo." En el cáncer de mama, por ejemplo, se sabe que las células tumorales secretan en exceso proteasas extracelulares, pero quizás más importantes son las células inmunes que se infiltran y que migran al microambiente del tumor y también comienzan a eliminar un montón de proteasas.

"Así que eso es lo que buscamos para hacer una entrega dirigida. Nuestra idea básica es crear virus que, en la configuración bloqueada, no puedo hacer nada. Son inertes ", dijo. Cuando los AAV programados encuentran las claves de proteasa adecuadas en los sitios de la enfermedad, "estos virus desbloquean, se unen a las células y entregan cargas útiles que matarán las células para la terapia del cáncer o entregarán genes que pueden repararlas para otras aplicaciones de enfermedades ".

El laboratorio de Suh inserta genéticamente péptidos en los AAV autoensamblados para bloquear las cápsides, las duras cáscaras que protegen los genes que contiene. Las proteasas diana reconocen los péptidos "y mastican las cerraduras, "desbloqueando eficazmente el virus y permitiendo que se una a las células enfermas.

"Si solo estuviéramos buscando una proteasa, podría estar en el sitio del cáncer, pero también podría estar en algún otro lugar de su cuerpo donde tenga inflamación. Esto podría provocar efectos secundarios indeseables, ", dijo." Al requerir dos proteasas diferentes, digamos proteasa A y proteasa B, para abrir el virus bloqueado, podemos lograr una mayor especificidad de administración ya que la posibilidad de que ambas proteasas se eleven en un sitio se reduce ".

En el futuro, Se utilizarán enfoques de imágenes moleculares para detectar tanto la identidad como la concentración de proteasas elevadas. "Con esa información, podríamos elegir un dispositivo de virus de nuestro panel de variantes diseñadas que tenga las propiedades adecuadas para atacar el sitio de la enfermedad. Ahí es donde queremos ir " ella dijo.

Suh dijo que las proteasas elevadas se encuentran alrededor de muchos tejidos enfermos. Ella sugirió que estos virus activables por proteasa pueden ser útiles para el tratamiento no solo de cánceres sino también de enfermedades neurológicas. como accidente cerebrovascular, Enfermedades de Parkinson y Alzheimer. y enfermedades del corazón, incluyendo infarto de miocardio e insuficiencia cardíaca congestiva.

La visión definitiva de esta tecnología es diseñar virus que puedan llevar a cabo una combinación de pasos para apuntar. "Para aumentar la especificidad del desbloqueo de virus, puede imaginarse creando virus que requieren muchas más claves para abrirse, ", dijo." Por ejemplo, es posible que necesite ambas proteasas A y B, así como un receptor celular para desbloquear el virus. El trabajo que se informa aquí es un buen primer paso hacia este objetivo ".