Los Conjugados de Aptámeros y ARNpi son Eficaces en el Tratamiento de la Infección por VIH-1 en Modelos Preclínicos

• TITULO : Los Conjugados de Aptámeros y ARNpi son Eficaces en el Tratamiento de la Infección por VIH-1 en Modelos Preclínicos
• AUTOR : Zhou J, Rossi J
• TITULO ORIGINAL : Therapeutic Potential of Aptamer-siRNA Conjugates for Treatment of HIV-1
• CITA : Biodrugs 26(6):393-400, 2012

Introducción

A pesar de que en la actualidad no existe una cura para la infección por VIH/sida, están disponibles varios fármacos antirretrovirales que actúan sobre distintas etapas del ciclo vital del VIH, y que pueden ser utilizados en combinación para controlar el virus. La terapia antirretroviral de gran actividad (TARGA) típica incluye tres antivirales distintos dirigidos al virus con el fin de evitar la generación de cepas del virus resistentes a un único medicamento. A pesar de que este enfoque es efectivo en la mayoría de los pacientes, presenta complicaciones como efectos adversos graves, toxicidad, dificultades en la adhesión terapéutica y aparición de mutantes resistentes al tratamiento. La epidemia global de infección por VIH-1 requiere nuevas opciones terapéuticas, por lo que los enfoques basados en ácidos nucleicos representan una alternativa útil para evitar las dificultades asociadas con la TARGA.

Los tratamientos basados en ácidos nucleicos se concentraron primero en ribozimas dirigidas a los antígenos Gag, Env o CCR5, ARN señuelos contra la región de respuesta de transactivación, el elemento de unión a rev o el elemento de respuesta a rev, o bien aptámeros específicos contra transactivadores de VIH-1 (Rev, Tat), transcriptasa inversa, integrasa, RNasaH y gp120, entre otros. La creación reciente de tecnología de ARN de interferencia para silenciar genes específicos, mediante ARN pequeños de interferencia (ARNpi), representa un enfoque potencialmente útil en la terapia de la infección por VIH-1, dado que los ARNpi pueden ser dirigidos al genoma completo del virus. Varios ARNpi han demostrado efectividad en la inhibición de la replicación viral, tanto in vitro como in vivo, por ejemplo aquellos específicos contra tat yrev, y algunos objetivos que podrían ser también interesantes son el receptor de CD4 y el correceptor CCR5, necesarios para la infección viral.

Es probable que la combinación de varios ácidos nucleicos antivirales sea más eficaz en el bloqueo de la replicación viral y la prevención de la aparición de cepas resistentes. Un ejemplo es el uso de un vectores lentivirales que incluyen ARN horquillado corto (ARNhc) contra ARN mensajeros (ARNm) de tat o rev, además de ribozimas cabeza de martillo contra CCR5 y ARN señuelo contra TAR, de localización nucleolar. Se demostró que esta combinación inhibe la replicación de VIH-1 durante 42 días, y fue más efectiva que la monoterapia con ARNhc contra tato rev, o la combinación de este con sólo las ribozimas o el ARN señuelo. Es posible que los aptámeros, otro tipo de ácidos nucleicos, sean también efectivos en la transferencia de ARNpi, dado que pueden ser elaborados con especificidad para células que expresan CD4 y glucoproteína gp120 de VIH-1, tal como fue demostrado in vitro, al igual que en ratones. La combinación de aptámeros específicos contra la envoltura viral y ARNpi dirigido al virus demostró eficacia inhibitoria dual, dado que bloquea la entrada del VIH a la célula e interfiere a nivel génico con las células ya infectadas.

 

Progreso y desafíos de los ARN de interferencia

La interferencia de ARN es un proceso conservado en la evolución de muchas especies, y los ARNpi aprovechan esta maquinaria endógena para generar la degradación de ARNm específicos. El VIH-1 fue uno de los primeros agentes infecciosos contra los que se empleó esta estrategia, dado que se conoce con precisión su ciclo vital y patrón de expresión génica, pero existen obstáculos que dificultan su uso a largo plazo, como el escape viral de los mecanismos de interferencia de ARN, la transferencia ineficiente hacia células o tejidos específicos y la actividad subóptima de silenciamiento génico, debido a la inestabilidad o baja biodisponibilidad de ARNpi.

Existen pruebas de que mutaciones en un único nucleótido en una posición de la secuencia crítica a la que se dirige el ARNpi permite al virus reducir o incluso escapar a la inhibición. Es por esto que, al igual que en la TARGA, el uso de múltiples ARNpi, dirigidos a varios componentes virales o del hospedero, podrían reducir el escape viral. En tres estudios se identificaron cientos de factores del hospedero críticos para la replicación del VIH-1.

Los ARNpi introducidos directamente en la circulación son rápidamente eliminados por los riñones y no son capaces de atravesar el endotelio y los tejidos, además de las membranas celulares, por lo que es necesario diseñar métodos de transferencia que permitan la captación eficaz a nivel celular para lograr el efecto terapéutico óptimo. Una de estas estrategias incluye el uso de aptámeros.

 

Aptámeros para células específicas y su papel en la terapia contra VIH

Los aptámeros pueden ser elaborados in vitro para unirse en forma altamente específica y ajustada a blancos moleculares, por lo que son de gran interés en el tratamiento del VIH. Varios de estos han demostrado ser eficaces en cultivos celulares y en modelos en ratones. En el estudio de su aplicación en la infección por VIH se evaluó más de diez aptámeros distintos, como los dirigidos a la transcriptasa inversa, a la interacción de la envoltura viral gp120 con el receptor CD4 o directamente al CD4. Los últimos dos tipos son rápidamente internalizados luego de su unión a este receptor en los linfocitos T que lo expresan, incluyendo los infectados por VIH, y pueden ser conjugados, en forma covalente o por ensamblado físico, con ARNpi. Luego de su internalización, los receptores se expresan nuevamente en la superficie celular, por lo que pueden ser blancos repetidos de esta terapia. Las vesículas endocíticas que contienen los conjugados de aptámeros y ARNpi se fusionan con endosomas tempranos, que maduran a tardíos, y luego pasan a lisosomas. Sin embargo, el ARNpi es capaz de escapar antes de llegar a estos últimos; por mecanismos aún poco conocidos, se libera en el citoplasma y finalmente se une a la maquinaria de inhibición de ARN.

Una estrategia estudiada fue el uso de quimeras creadas por fusión covalente de aptámeros contra gp120 con ARNpi dirigidos a un exón común de tat y rev de VIH-1, que demostró efectividad in vitro y en modelos en animales en la inhibición de ARNm. Otros blancos que fueron también evaluados fueron los aptámeros contra CD4 junto con ARNpi contra el correceptor CCR5 o los genes que codifican gag o vif. En tejidos cervicovaginales de ratones se demostró reducción en la transmisión del virus mediante la aplicación tópica de conjugados de aptámeros y ARNpi. Los puentes de unión no covalente entre aptámeros y ARNpi, realizados con secuencias complementarias, de guanina y citosina, entre ambos, demostraron eficacia similar y menor costo de producción que las quimeras por fusión covalente.

 

Conclusiones

Los modelos con ratones utilizados hasta el momento demuestran la eficacia de los sistemas de transferencia de ARNpi mediante aptámeros en el tratamiento de la infección por VIH-1, pero es necesario trabajar en los conjugados de aptámeros y ARNpi para poder aplicarlos en la clínica, dado que se requieren mejorías en el perfil farmacocinético, con mayor circulación y biodisponibilidad que permitan tratar los reservorios del virus, con el sistema linfático gastrointestinal. Es indispensable además comprender con precisión los mecanismos de captación de los conjugados de aptámeros y ARNpi por parte de la célula y su liberación de los endosomas, y validar su seguridad y eficacia en primates no humanos, además de diseñar aptámeros contra otros receptores celulares.

Los autores concluyen que las estrategias que utilizan ARN para transmitir ARNpi tienen aplicaciones promisorias, dado que son relativamente fáciles de elaborar y se pueden combinar para aumentar el número de opciones disponibles en el tratamiento de la infección por VIH-1.

Especialidad: Farmacología