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La introducción de material genético de interés en las células diana, con finalidades terapéuticas, necesita la acción de vectores que lo empaqueten y protejan de los sistemas de degradación extra e intracelulares y que lo guíen hacia el lugar final de expresión. En este sentido, los adenovirus (Ad) son uno de los vectores más atractivos en el campo de la terapia génica, siendo actualmente el vector más utilizado en ensayos clínicos en humanos. Sin embargo, no se integran en el genoma, y para obtener una expresión prolongada del gen terapéutico (imprescindible para el tratamiento de enfermedades crónicas humanas) es necesario administrar el vector en repetidas dosis, lo cual genera una respuesta inmune contra el vector.

Para evitar estos problemas, recientemente se han generado los vectores-adenovirus de tercera generación: son  adenovirus con un gen terapéutico o marcador de interés, pero sin el genoma para producir proteínas víricas  y se les conoce como Ad gutless (“sin entrañas”). Básicamente, son la cápsida del virus (que les permite introducirse en las células) rellena con el gen terapéutico y otras secuencias de genoma que no llaman la atención del sistema inmune.  La ventaja de estos vectores de 3ª generación es que pueden permanecer episomales en la célula, es decir, su genoma, al no expresar proteínas víricas, permanece en el citoplasma sin ser atacado por las defensas celulares. Si en este genoma tenemos insertado un gen terapéutico (por ejemplo uno que sea deficiente o falte en esa célula) se expresará y las proteínas que se produzcan corregirán el defecto de la célula. Esto permite que el gen terapéutico se exprese durante largos periodos de tiempos, incluso durante toda la vida del organismo.

En el laboratorio, los Ad gutless han sido administrados in vivo en diferentes tejidos, como hígado, músculo, sistema nervioso central, retina, pulmón y útero en diferentes modelos animales, como ratón, rata, perro y primates no humanos. Así, en hígado, los Ad gutless se han utilizado en modelos animales para tratar hipercolesterolemia familiar, obesidad, deficiencia de ornitina transcarbamilasa, diabetes y hepatitis viral crónica. Los buenos resultados obtenidos en el ratón, donde se observa la expresión del gen terapéutico durante toda la vida del animal, llevaron a utilizar estos vectores en perros para tratar la hemofilia A y B, así como en primates no humanos.

Sin embargo, aunque estos vectores tienen numerosas ventajas, su uso en ensayos clínicos todavía no es posible, debido a que ninguno de los sistemas actuales de producción permite disminuir los niveles de contaminación de los Ad helper por debajo del 1%.  Dado que los Ad-helper despiertan la respuesta inmunogénica, una contaminación por encima de este nivel es intolerable en un ensayo o tratamiento en humanos, por lo que hace imprescindible el desarrollo de estrategias conceptualmente nuevas.

Para producir estos vectores se necesitan tres elementos fundamentales: un Ad gutless que sirva como molde para fabricar otros como él; un  adenovirus “ayudante” que aporte las proteínas virales necesarias (Ad helper) y una línea celular permisiva para la producción de Ad (es decir, un tipo de células aptas para que los adenovirus se reproduzcan en ellas). Los Ad gutless, también son denominados “dependientes de ayudante” (Ad helper-dependent),  ya que sin la presencia de los ayudantes carecen de la maquinaria viral necesaria para reproducirse. Es decir, para producir las cantidades necesarias de Ad gutless para utilizar en terapia, se necesita la presencia de los Ad-helper, que son los que suministran toda la “infraestructura de producción” del virus.

Es aquí donde toma relevancia una reciente investigación del equipo dirigido por Miguel Chillón, investigador ICREA del CBATEG de la UAB. Este grupo ha descrito el desarrollo de un nuevo sistema de producción, basado en la generación de una familia de Ad helper con la señal de empaquetamiento alterada. La señal de empaquetamiento es la secuencia del genoma que codifica las instrucciones para “envolver” todo el genoma vírico dentro de su cápsida y dejarlo listo para saltar al mundo.

El logro del equipo de la UAB ha sido alterar el modo en que el Ad-helper interpreta esta señal, consiguiendo que retrase su empaquetamiento, pero sin alterar la producción de proteínas víricas. Lo han conseguido flanqueando esta secuencia con otras secuencias de DNA, llamadas attB/attP, que tienen significado para la proteína recombinasa φC31. Esta modificación causa un retraso significativo del empaquetamiento del genoma del Ad helper, pero sin disminuir sus niveles de expresión proteica y, por lo tanto, la ayuda que proporciona para la producción de Ad gutless. Los niveles de amplificación de estos Ad helper son del 0.001-0.01% respeto a los controles, es decir, en proporción se producen muchísimos más vectores terapéuticos que vectores contaminantes; esto facilitaría el proceso de producción a gran escala en biorreactores .Al final, lo que se obtienen son “cosechas” de Ad gutless  prácticamente libres de contaminantes, que podrían ser utilizados de una manera segura en los tratamientos de terapia génica y permitiría, por primera vez, la utilización de Ad-gutless en ensayos clínicos humanos.

Estos resultados han permitido a la UAB patentar recientemente esta tecnología (WO/2007/125146, Method for producing adenovirus vectores for gene therapy and DNA sequences used therefor).