Una nueva manera de cruzar la barrera hematoencefálica con virus inofensivos
Por Monique Brouillette, 1 de junio de 2016
Crédito: Thomas Fuchs
El cerebro presenta un desafío único para el tratamiento médico: está encerrado detrás de una capa impenetrable de células muy juntas. A pesar de que la barrera hematoencefálica evita que los productos químicos y bacterias dañinas lleguen a nuestro centro de control, también bloquea aproximadamente el 95 por ciento de los medicamentos administrados por vía oral o intravenosa. Como resultado, los médicos que tratan a pacientes con enfermedades neurodegenerativas, como el Parkinson, a menudo tienen que inyectarse drogas directamente en el cerebro, un enfoque invasivo que requiere perforar el cráneo. Algunos científicos han tenido éxitos menores al conseguir que drogas intravenosas atraviesen la barrera con la ayuda de ultrasonido o en forma de nanopartículas, pero estos métodos pueden dirigirse sólo a pequeñas áreas. Ahora la neurocientífica Viviana Gradinaru y sus colegas en el Instituto de Tecnología de California muestran que un virus inofensivo puede pasar a través de la barricada y ofrecer tratamiento a través del cerebro.
El equipo de Gradinaru volvió a los virus porque los agentes infecciosos son pequeños y hábiles para entrar en las células y secuestrar el DNA en su interior. También tienen envolturas proteicas que pueden contener entregas beneficiosas, tales como fármacos o terapias genéticas. Para encontrar un virus adecuado para entrar en el cerebro, los investigadores diseñaron una cepa de un adeno-virus, asociado en millones de variantes con ligeramente diferentes estructuras laminares. Después inyectaron estas variantes en un ratón y, después de una semana, se recuperaron las cepas que llegaron al cerebro. Un virus llamado AAV-PHP.B cruzó de manera más fiable la barrera.
A continuación, el equipo probó si el AAV-PHP.B podría funcionar como vector potencial para la terapia génica, una técnica que trata las enfermedades mediante la introducción de nuevos genes en las células o mediante la sustitución o la desactivación de genes ya presentes. Los científicos inyectaron el virus en el torrente sanguíneo de un ratón. En este caso, el virus llevaba genes que codifican las proteínas fluorescentes verdes. Así que si el virus llegaba al cerebro y el nuevo ADN era incorporado en las neuronas, la tasa de éxito podría ser rastreado a través de un resplandor verde en la disección. De hecho, los investigadores observaron que el virus se infiltró en la mayoría de las células del cerebro y que los efectos brillantes duraron tanto como un año. Los resultados fueron publicados recientemente en la revista Nature Biotechnology.
En el futuro, este enfoque podría ser utilizado para tratar una serie de enfermedades neurológicas. "La capacidad para administrar genes al cerebro sin métodos invasivos será de gran utilidad como herramienta de investigación. Tiene un enorme potencial en la clínica", dice Anthony Zador, un neurocientífico que estudia el cableado del cerebro en el Laboratorio de Cold Spring Harbor. Gradinaru también cree que el método es un buen candidato para zonas distintas del cerebro, tales como el sistema nervioso periférico. El gran número de nervios periféricos ha hecho difícil el tratamiento del dolor de la neuropatía, y un virus podría infiltrarse en todos ellos.
Referencias: Caltech
Traducido por Rubén Carvajal de Scientific American
Crédito: Thomas Fuchs
El cerebro presenta un desafío único para el tratamiento médico: está encerrado detrás de una capa impenetrable de células muy juntas. A pesar de que la barrera hematoencefálica evita que los productos químicos y bacterias dañinas lleguen a nuestro centro de control, también bloquea aproximadamente el 95 por ciento de los medicamentos administrados por vía oral o intravenosa. Como resultado, los médicos que tratan a pacientes con enfermedades neurodegenerativas, como el Parkinson, a menudo tienen que inyectarse drogas directamente en el cerebro, un enfoque invasivo que requiere perforar el cráneo. Algunos científicos han tenido éxitos menores al conseguir que drogas intravenosas atraviesen la barrera con la ayuda de ultrasonido o en forma de nanopartículas, pero estos métodos pueden dirigirse sólo a pequeñas áreas. Ahora la neurocientífica Viviana Gradinaru y sus colegas en el Instituto de Tecnología de California muestran que un virus inofensivo puede pasar a través de la barricada y ofrecer tratamiento a través del cerebro.
El equipo de Gradinaru volvió a los virus porque los agentes infecciosos son pequeños y hábiles para entrar en las células y secuestrar el DNA en su interior. También tienen envolturas proteicas que pueden contener entregas beneficiosas, tales como fármacos o terapias genéticas. Para encontrar un virus adecuado para entrar en el cerebro, los investigadores diseñaron una cepa de un adeno-virus, asociado en millones de variantes con ligeramente diferentes estructuras laminares. Después inyectaron estas variantes en un ratón y, después de una semana, se recuperaron las cepas que llegaron al cerebro. Un virus llamado AAV-PHP.B cruzó de manera más fiable la barrera.
A continuación, el equipo probó si el AAV-PHP.B podría funcionar como vector potencial para la terapia génica, una técnica que trata las enfermedades mediante la introducción de nuevos genes en las células o mediante la sustitución o la desactivación de genes ya presentes. Los científicos inyectaron el virus en el torrente sanguíneo de un ratón. En este caso, el virus llevaba genes que codifican las proteínas fluorescentes verdes. Así que si el virus llegaba al cerebro y el nuevo ADN era incorporado en las neuronas, la tasa de éxito podría ser rastreado a través de un resplandor verde en la disección. De hecho, los investigadores observaron que el virus se infiltró en la mayoría de las células del cerebro y que los efectos brillantes duraron tanto como un año. Los resultados fueron publicados recientemente en la revista Nature Biotechnology.
En el futuro, este enfoque podría ser utilizado para tratar una serie de enfermedades neurológicas. "La capacidad para administrar genes al cerebro sin métodos invasivos será de gran utilidad como herramienta de investigación. Tiene un enorme potencial en la clínica", dice Anthony Zador, un neurocientífico que estudia el cableado del cerebro en el Laboratorio de Cold Spring Harbor. Gradinaru también cree que el método es un buen candidato para zonas distintas del cerebro, tales como el sistema nervioso periférico. El gran número de nervios periféricos ha hecho difícil el tratamiento del dolor de la neuropatía, y un virus podría infiltrarse en todos ellos.
Referencias: Caltech
Traducido por Rubén Carvajal de Scientific American
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