La UVigo desarrolla nanoestructuras con virus vegetales para terapias génicas

Las terapias génicas buscan sustituir o agregar genes que ayuden a desactivar o tratar enfermedades como el cáncer y la diabetes. Y uno de los vectores que se utilizan para insertarlos directamente en las células del cuerpo humano son virus que han sido modificados previamente para eliminar su capacidad infecciosa . La ingeniera biomédica Nicole Steinmetz lidera desde la Universidad de California San Diego una innovadora línea que utiliza, con diferentes aplicaciones, los de origen vegetal, que son inofensivos para el hombre. Y en colaboración con el grupo de Nanomateriales Híbridos que dirige Verónica Salgueiriño en el Cinbio de la UVigo están desarrollando una nueva herramienta que combina las propiedades de nanopartículas magnéticas con los microorganismos infecciosos de plantas.

En concreto, las investigadoras utilizan el virus mosaico de la planta de tabaco y, tras los prometedores resultados de la prueba de concepto, ambas van a seguir trabajando juntas para tratar de sentar las bases de lo que, a más largo plazo, podría ser una nueva terapia avanzada.

A partir de las muestras orgánicas enviadas desde San Diego, el grupo de Verónica Salgueiriño creó unas nanoestructuras que incluyen nanopartículas magnéticas y los virus, que contienen ARN protegido en cápsulas de proteínas.

«Bajo la influencia de un campo magnético alterno, las nanopartículas magnéticas –hechas a partir de un óxido de hierro– son capaces de absorber energía y después liberarla en forma de calor. Y lo que buscamos agrupando el virus y las nanopartículas en la misma estructura es facilitar este proceso por el cual tiene lugar un aumento de la temperatura a nivel local que provoque la desnaturalización de las proteínas y, por tanto, la liberación de la carga genética, el ARN, que portaban en su interior», explica.

El objetivo es, por tanto, «ofrecer un vehículo que en un determinado momento y de forma controlada, tanto espacial como temporalmente, pueda liberar los genes que necesita una determinada terapia génica».

En esta primera prueba, la investigadora del Cinbio analizó los resultados de dos tipos de estructuras en las que variaba la separación entre el virus y la partícula magnética: «Si estaban juntos, éramos capaces de desnaturalizar las proteínas, pero no detectábamos el ARN. Sin embargo, sí lo hicimos cuando conseguíamos mantener cierta distancia entre ellos».

El trabajo se llevó a cabo en soluciones acuosas, pero ahora tratarán de replicarlo en cultivos celulares. El grupo vigués recibirá en breve nuevas muestras de virus enviadas desde la Universidad de California San Diego y también tratarán de determinar cuál es la distancia adecuada entre el virus y las partículas magnéticas para generar calor de forma más controlada y no dañar el ARN.

«De momento, hemos visto que somos capaces de romper la cápsula de proteínas y, en uno de los casos de estudio, detectamos trazas del ARN. El siguiente paso será comprobar si podemos liberar el ARN de forma que permanezca intacto, sin daño, y hacerlo además en el citoplasma o el núcleo de la célula. Y, a partir de ahí, todavía quedarían muchos otros pasos en esa línea de llegar a generar nuevas terapias génicas. Aún estamos en una fase muy previa de investigación básica», detalla.

Visita a Vigo

Salgueiriño y Steinmetz, que hace unos meses publicaron los resultados de esta colaboración en la revista ACS Applied Bio Materials, volvieron a encontrarse durante la reciente visita de la segunda a Vigo para recibir el II Cinbio Gold Talk en reconocimiento a su brillante trayectoria y su transferencia a la sociedad.

«La idea base de su trabajo es utilizar virus de plantas que no son capaces de poner en marcha los mecanismos necesarios para infectar células en el cuerpo humano. Sin embargo, como siguen comportándose como tal, si se modifican pueden hacer reaccionar nuestro sistema inmunológico y generar una serie de respuestas. Y las posibilidades son muchas, desde hacer vacunas a terapias antitumorales. A partir de su trabajo y teniendo en cuenta las ventajas de las nanopartículas magnéticas, nosotros vimos un nicho de colaboración muy interesante. Steinmetz también lo entendió así y estamos encantadísimas de compartir y aprovechar sinergias. Es muy fácil trabajar con ella», celebra Salgueiriño.

Esta investigación conjunta podría suponer una importante aportación a las terapias génicas, que están llamadas a revolucionar la medicina porque son personalizadas y podrían acabar con dolencias hoy incurables.

«En el caso de una enfermedad rara, por ejemplo, se trataría de llegar a contar con una herramienta que incluya la combinación de genes específica que necesita cada paciente», plantea.

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