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Eliminar los herpes

Hoy voy a comentar un artículo reciente sobre la eliminación del herpes simple de una forma que, a alguien que lo lea desde fuera, le puede parecer de lo más extraña. Vamos a eliminar un virus utilizando otro virus. El artículo comentado, Gene editing and elimination of latent herpes simplex virus in vivo, fue publicado por Aubert et al. en Nature Communications.

La idea general del artículo se basa en utilizan un vector, que es un adenovirus, para llevar a las células una serie de proteínas nucleasas que vayan dirigidas a cortar el genoma del herpes y eliminarlo.

El herpes simple

Las infecciones por herpes son de lo más comunes. Los herpes simples (Herpes Simplex Virus, HSV) afectan principalmente a la boca y a los genitales, y aumentan el riesgo de contraer otros virus como el VIH. Aunque todos conocemos el aspecto de un herpes bucal, esa roncha que aparece en los labios y que ha dado lugar a tantísimos productos para su eliminación, lo que quizá no se tiene tan claro es que el virus se queda para siempre con nosotros. Una vez que nos hemos contagiado, se “esconde” en nuestro cuerpo y aprovecha cualquier momento en el que tengamos las defensas bajas para volver a salir. Cualquiera de los tratamientos disponibles disminuye sus efectos, pero el virus latente no se elimina.

El miedo infinito a los herpes en los labios…

El planteamiento del estudio

Si queremos eliminar completamente el virus, es necesario atacarlo allí donde se esconde: en el sistema nervioso periférico. Para ello, los investigadores plantearon la posibilidad de utilizar meganucleasas dirigidas. Las meganucleasas son proteínas (grandes) que se dirigen de forma específica a una secuencia concreta, y cortan el ácido nucleico. Es muy importante que sean específicas, para que corten el ácido nucleico del virus pero no el nuestro. Necesitamos que sean selectivas.

Aunque en estos momentos la nucleasa por excelencia es Cas9, que se puede dirigir a una secuencia concreta modificando el ARN que la acompaña, llevamos años identificando otras nucleasas que son muy específicas. La principal diferencia es que las otras son diseñadas, y es la propia proteína la que reconoce la secuencia, mientras que en el caso de Cas9 la proteína es siempre la misma, y lo que se cambia es el ARN que la acompaña. Las llamadas meganucleasas se han ido aislando por su especificidad, pero no es sencillo modificarlas, así que hay que probar una a una para ver qué corta.

Los experimentos y el modelo

Para comprobar si diferentes meganucleasas podían cortar y eliminar el virus o no, este grupo utilizó un modelo de ratones con una infección de herpes en los ojos. Es un modelo previamente establecido y bien estudiado.

Los ratones fueron tratados con diferentes combinaciones de meganucleasas. Para que llegasen a su destino, se utilizó un vector adenoviral. Es decir, se modificó un adenovirus para que no produzca infección, pero que llegue a su destino y lleve allí las meganucleasas, que por sí solas no podrían dirigirse a las células afectadas.

Sin entrar a los detalles de cada una de las meganucleasas estudiadas, podemos resumir diciendo que diferentes experimentos dieron diferentes resultados de corte. Lo que analizaron para ver cómo de eficaz era el tratamiento era la capacidad para cortar, que por una parte de mide en base a la reducción de virus herpes presentes, y por otra con su tasa de modificación.

Si se producen los cortes en el genoma, ese corte se va a intentar reparar. Pero las reparaciones no suelen quedar igual que el original, y a base de eliminar partes, o romper pautas de lectura, el virus ya no va a poder copiarse bien, y eso hará que haya menos virus presentes. Por otra parte, aquellos casos en los que todavía se pueda copiar, podremos ver que el corte ha sido exitoso por la tasa de modificación. Poco a poco se acumulan mutaciones, que a la larga serán dañinas para el virus.

Ya que la nucleasa de moda es Cas9, una proteína asociada a CRISPR, era evidente que también tenían que incluirla en sus experimentos. Curiosamente los resultados no eran tan prometedores como con otras nucleasas, aunque quizá se haya quedado algún factor fuera. Sabemos que Cas9 necesita más acceso al genoma para poder cortarlo y, aunque ahora no sea la mejor opción, quizá en el futuro se pueda optimizar. Por ahora, vamos a quedarnos con las otras.

El vector, que no se nos olvide el vector!

Una vez identificadas las nucleasas más eficientes, también optimizaron sus vectores. Los adenovirus se han estudiado muy bien para estos propósitos y sabemos que diferentes versiones van a llegar mejor a unos tejidos u otros. Efectivamente, sus experimentos demuestran que la optimización del vector, seleccionar el correcto, puede hacer que el corte sea más eficiente.

Así pues, si juntamos varios vectores diferentes en el tratamiento, cada uno va a funcionar mejor en un sitio diferente y al final tendremos un corte mucho más eficaz. A más eficacia en el corte, menos virus viables quedarán por ahí sueltos. Si además mezclamos diferentes vectores con diferentes nucleasas, los resultados serán todavía mejores.

¿Tenemos una nueva terapia lista?

Aunque los resultados de este artículo son muy prometedores, todavía no podemos cantar victoria. En el pasado ya se había intentado algo similar, pero los resultados no eran tan prometedores como ahora. Claramente han conseguido mejorar el método para seleccionar las nucleasas y los vectores, y su nueva técnica parece eficiente. Pero es en ratones. Y los ratones y los humanos no siempre funcionan igual.

El siguiente paso será ampliar las pruebas en ratones y, si los resultados siguen en buen camino, quizá pasarse a otro modelo animal. Después se podrá pensar en un ensayo clínico, en el que se podrá comprobar si la terapia es segura y eficaz en humanos. Y como no es un virus que sale en las noticias todo el día, volveremos a los tiempos habituales de unos 10 años para que la terapia pueda llegar al público. Aunque quizá todo ha cambiado de verdad, y vayan mucho más rápido.

Puede parecer innecesario buscar un tratamiento eficaz y permanente para el herpes cuando ya tenemos tratamientos eficaces para los brotes, pero recordemos que lo que tenemos sólo controla ese brote visible en el exterior, pero no los niveles de herpes en nuestro cuerpo, que pueden dar lugar a otros problemas de los que no se suele hablar.

Si un tratamiento de este estilo llegase al mercado, algunas empresas irían a la bancarrota. Esas que viven de parches y cremas para las calenturas… que son herpes. No es una vacuna, pero de cierta forma se parece mucho a la idea de una vacuna. ¿Estamos preparados para ese tipo de tratamiento? Yo desde luego, si se demuestra que es seguro y eficaz, lo aceptaría sin dudarlo.

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Érase una vez… los riñones

Los riñones, la segunda fase para deshacernos de toxinas de nuestra sangre. En este capítulo de Érase una vez la vida vamos a repasar las funciones de los riñones.

El flujo sanguíneo aporta un montón de metabolitos y nutrientes al cuerpo, pero también recoge un montón de toxinas y productos de deshecho, que se filtran primero en el hígado y que serán eliminados a través de los riñones.

En este capítulo seguimos de cerca la vida de las moléculas de amonio (amoníaco). Tienen que ir al hígado, pero parece que este hígado está un poco saturado de ellas. Finalmente encuentran su hueco y podrán convertirse en moléculas de urea, que se eliminan gracias a los riñones. El hígado acumula muchos más desperdicios que se tendrán que eliminar, y es que el riñón es el lugar en el que se purifica la sangre.

El riñón puede filtrar 1 litro de sangre cada minuto, que es un quinto del total. Mediante un sistema de tubos muy complicado se van recogiendo las cosas que se tienen que eliminar, y en el glomérulo se va a formar la orina, aunque de ella todavía se pueden rescatar cosas necesarias.

Los glóbulos rojos se limpian en la cápsula de Bowman, que representan como una montaña rusa, en la que la velocidad es imprescindible para limpiar. La mayor parte de cosas que llegan ahí se van a reutilizar, porque sólo nos deshacemos del 1%. Y es que por ejemplo, tenemos hormonas que se ocupan de recuperar sal, como la aldosterona. Se recupera agua, y en este capítulo se recupera un glóbulo rojo que se había caído a la «sopa».

Una infección urinaria puede provocar que aparezca sangre en la orina, es decir, que haya glóbulos rojos, así que están bastante contentos de que sea sólo una caída puntual. Lo recogen mientras se está reciclando.

La moralina: piedras en los riñones

Los que se están ocupando del reciclaje nos traen hoy la historia que tenemos que aprender. Cuando se consume mucho alcohol, el hígado deja de funcionar correctamente, y eso deriva en un fallo en el riñón. Una de las consecuencias es la formación de piedras, que dentro son un problema, pero que son mucho más dolorosas al salir.

Por último, acabamos con una última parte muy resumida: lo que se ha filtrado se recoge en la vejiga y hay que vaciarla al exterior.

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Lectura de artículos científicos en tiempos de pandemia

Hace ya un tiempo escribí sobre mi flujo de lectura de artículos científicos en la vida diaria. El caso es que recientemente, debido a la cantidad de artículos publicados sobre el coronavirus, mi flujo se ha alterado ligeramente. Además, mi actividad ha cambiado ligeramente (y más que cambiará) y mis intereses ya no son los mismos.

Dada la situación, y también por las numerosas consultas tanto sobre el post previo como sobre el cómo me las apaño ahora con tanto artículo, he decidido que tocaba hacer una versión renovada, que viene siendo más o menos lo mismo, pero con algunos toques más novedosos. Vamos a dividir el flujo de trabajo en tres fases: la búsqueda, el mantenimiento de la base de datos, y la lectura.

La búsqueda

Aunque en el pasado utilizaba frecuentemente las alertas de Pubmed para mantenerme informada sobre los temas que me interesaban, en estos momentos eso ya no es suficiente. Los artículos tardan demasiado en llegar allí. Ahora utilizo ResearcherApp. Aunque tiene versión web, lo que utilizo a diario es la aplicación móvil, de forma que cada mañana, con mi café en la mano, pueda revisar lo que ha ocurrido en las últimas horas. Tengo varios filtros para palabras clave y además, reviso frecuentemente los temas más calientes en varias disciplinas.

Los trending topics de la ciencia

Cada vez que encuentro un artículo que me puede resultar interesante, analizo su abstract y, si realmente creo que vale la pena leerlo, lo guardo. Al guardarlo, automáticamente se añade a mi Zotero, al que iremos en la segunda fase.

Además, a lo largo del día, si encuentro artículos que me resulten interesantes, voy añadiéndolos a Zotero directamente desde mi Chrome con una extensión, sin añadir capturas de la web ni nada, simplemente creando una nueva entrada. Cuando falla (a veces falla), simplemente copio el DOI y lo añado manualmente a Zotero, para que se quede ahí hasta el siguiente paso.

El mantenimiento de la base de datos

Para poder leer de una forma organizada y después poder encontrar lo leído, es imprescindible tener todo en su sitio. Para ello, cada 3 días (más o menos) me toca dedicar 5 minutos a poner cada pdf donde debe estar. En Zotero, voy seleccionando todas las cosas que he ido guardando, abro el enlace y descargo el pdf en una carpeta de Dropbox llamada Papers. No les cambio el nombre ni nada, sólo pongo los pdf ahí.

A continuación, selecciono la opción de Añadir link a fichero y añado todos los nuevos pdf. Así se quedan en la carpeta en la que están. Como se han duplicado entradas, las uno a las previas (que normalmente tenían más info de los metadatos). Selecciono todas las entradas (una vez unidas con las previas) y con el botón derecho busco la opción de renombrar los ficheros adjuntos. Ahora todos mis pdf tienen como nombre el autor, año y título del artículo. Por último, pongo etiquetas. Para las etiquetas utilizo el addon Zutilo, que permite hacer acciones en bloque. Básicamente, a todo lo nuevo le pongo que «pendiente» y si lo veo claro en el momento, alguna etiqueta más (covid, newsletter, etc, dependiendo del objetivo de ese artículo).

En el pasado esto lo tenía unido a mi gestor de tareas, pero ahora he roto esa unión, porque añado demasiados artículos y no todos son para leer de forma inmediata. Muchos además son referencias que añado mientras estoy buscando información mientras escribo aquí o en la newsletter, y no quiero ese agobio de exceso de tareas. Eso no quita que, cuando considero que es algo importante, no me vaya corriendo a apuntar «leer X».

En esta captura de pantalla se ven algunos de mis artículos pendientes de lectura. El punto azul indica que tienen un pdf, como el primero, que tiene el símbolo de que está enlazado. Además de otras columnas que he quitado de la captura, tengo esa muy importante de PubPeer, que me dice si el paper en cuestión está creando, digamos… controversia.

La lectura de artículos científicos

Desde el MacBook, leo los papers haciendo directamente clic sobre el icono del pdf, que me abrirá mi lector de pdf en el que puedo anotar. Pero eso no lo hago prácticamente nunca para leer, aunque sí para consultar después. Por ejemplo, eso es lo que hago cuando vuelvo a abrir un artículo que ya he leído y tengo marcado con la etiqueta de newsletter, porque quiero comentarlo en una. En ese caso voy a pantalla partida, para poder visualizar el artículo y lo que escribo simultáneamente.

La mayor parte de los artículos los leo en el iPad. Y en el iPad no uso ninguna app para Zotero. Ahí lo que hago es buscar el autor del artículo en la web de Zotero (o seleccionar qué quiero leer) y a continuación buscar el pdf en la carpeta que tengo sincronizada. A la carpeta accedo desde Documents (by Reedle).

En el ejemplo de esta captura, simplemente busqué «Braun» para localizar el artículo. Una vez abierto, con el Apple Pencil puedo subrayar, anotar, dibujar, garabatear, insultar a los autores cuando corresponde… todas esas cosas. Y cuando cierro el pdf, se sincroniza todo y ya puedo abrirlo en el MacBook cuando quiera.

Soy consciente de que el método podría ser mucho más automático, pero en estos momentos me funciona. Aunque he presentado un flujo en tres pasos, muchas veces hago todo del tirón porque quiero leer algo en el momento, otras veces ojeo directamente artículos en la web, y mil cosas que rompen la higiene del sistema que hacen que cuando quiero volver a un artículo, a veces me cueste. Pero sin duda, a grandes rasgos, el sistema me funciona. Y me permite tener los artículos siempre disponibles, incluso cuando me muevo en zonas con poca cobertura.

Ahora sólo me faltaría que alguien hiciese algo que preseleccionase mejor qué es lo que debo leer, porque creo que es mi punto débil. Con decenas de artículos cada día sobre el coronavirus (entre mis fuentes incluyo también bioRxiv y medRxiv), es muy difícil juzgar sólo en base a un abstract. Pero es lo que tenemos. Ya vendrán tiempos más calmados para la lectura.

El gen egoísta

A principios del verano estaba en el laboratorio hablando de memes y, por alguna razón inexplicable, recordé que los memes vienen de los genes. Por eso decidí volver a leer El gen egoísta.

El gen egoísta, de Richard Dawkins, es un libro de divulgación famoso mundialmente, pero no suficientemente leído. Es un libro sobre la evolución, un libro que todo el mundo debería leer al menos una vez en la vida.

En el pasado, cuando se hablaba de la evolución, todos los ojos se centraban en los organismos. En sí, en el presente, seguimos centrándonos demasiado en los organismos, sin mirar más abajo. Y deberíamos. Nuestro pasado, lo que nos ha llevado a ser cómo somos, está en nuestro genoma. No sólo en los genes, en todo el genoma. Somos como somos por un producto del azar… y la suerte.

Si nos centramos en el concepto del gen egoísta, genes egoístas, material genético egoísta, o como queramos llamarlo, podemos hablar de que en todo momento una unidad de información genética tiene como único objetivo en la vida la supervivencia. Eso hará que el comportamiento del organismo que lo contiene varíe en función de cual es la mejor estrategia para que ese gen perdure en el tiempo, entiéndase, llegue a generaciones futuras. Algunas conductas que podemos considerar altruistas tienen realmente un componente muy egoísta: la supervivencia del gen.

Los genes, por otra parte, se van expandiendo si tienen éxito, estando presentes cada vez en más individuos de la población. Aquí surge el concepto de meme. Un meme es un mensaje que se expande en la población de la misma forma que un gen, y que llegará más lejos si su estrategia es exitosa. Un meme gracioso, por ejemplo, se expande muy rápido. Otros mueren igual de rápido por la incapacidad para expandirse. Los memes, al igual que los genes, evolucionan.

Aunque esto sean sólo un par de pinceladas de las ideas en el libro, quiero que sirvan como ejemplo para todos aquellos que crean que puede ser interesante y, sin duda, como decía al principio, recomiendo a todo el mundo leer este libro. No hace falta saber de genética. La primera vez que lo leí fue mucho antes de tener nociones de genética evolutiva y, aunque ahora pueda profundizar más en algunas ideas, en aquel momento ya me quedé enganchada al libro. Un clásico entre los clásicos de la divulgación.

Esta vez lo he leído en inglés, pero podéis encontrar la edición en español sin ningún problema en cualquier sitio. En casa tenemos dos (a falta de uno… ) en diferentes ediciones, y os pongo el enlace (afiliado) a la primera que compré yo, que sé que es muy cómoda y manejable: El gen egoísta.

Hacia una cura para el VIH

Una cura para el VIH ha sido el sueño de muchos médicos y científicos durante los últimos 40 años. Hoy voy a comentar un artículo publicado en la revista Nature el pasado mes de julio por Jiang et al. En ese artículo, se nos demuestra (con datos) que la cura podemos tenerla algunos de nosotros, pero nunca habíamos mirado ahí.

En un momento en el que el mundo está desesperado por encontrar la cura para otro virus, quizá historias como ésta nos hagan reflexionar que incluso aunque esté delante de nuestras narices, puede ser tremendamente complicado verlo.

Hay personas que se «curan solas» el VIH

A estas alturas de la vida creo que ya no hace falta recordar que ser portador del VIH y tener SIDA son cosas diferentes. Los portadores son personas en las que la actividad del virus es muy baja o nula, y normalmente conseguimos anular esa actividad a base de medicamentos antivirales. Para ser más concreta, antiretrovirales.

Pero un pequeño porcentaje de las personas portadoras consiguen hacerlo sin necesidad de tomar medicamentos. Rondan el 0.5% de los infectados, y siempre han sido un misterio. En este artículo, se ha analizado qué características tienen las secuencias de virus presentes en esas personas. Así han podido identificar algunos factores que hayan facilitado tal comportamiento. Para ello, han comparado los virus presentes en «controladores de élite» con los de personas tratadas con antiretrovirales. Los de élite son personas que llevaban unos 9 años con niveles de virus indetectables con los tests tradicionales.

¿Están los virus intactos?

Una de las cosas que cualquiera pensaría es que los virus que puedan quedar en esas personas ya no pueden reproducirse. Para saber si era el caso, analizaron los genomas completos de virus en muestras de ambos grupos y detectaron que, para empezar, en los individuos «de élite» había menos provirus amplificables. Hablamos de provirus cuando nos referimos a virus insertados en el genoma. Además, los controladores tenían menos genomas de virus intactos de media, aunque en algunos todos estaban intactos, así que descartamos por ahora este factor. Aunque parezca que han mutado más una vez insertados, pueden estar intactos y controlarse igual.

Los supercontroladores de superélite

En el artículo destacan dos casos en particular que llaman mucho la atención. El primero es un individuo que en doce años sólo ha tenido un momento con replicación detectable (pero muy muy baja) en 23 pruebas realizadas. El segundo, 24 años y sólo un momento de replicación en 39 tests. De los susodichos, analizaron un montón de células (millones) de sangre periférica (PBMC- peripheral blood mononuclear cells) y para el primero encontraron un sólo genoma intacto y para el segundo ninguno. En ese caso, tampoco pudieron obtener ningún virus al intentar forzar la replicación, ni encontraron provirus en células intestinales. Vamos, que tenía muy pocos y bajo control total.

Hasta el momento, ese tipo de eventos de control total, que se puede saber que hubo infección porque quedan provirus defectuosos y nada más, sólo se había detectado en el famoso «paciente de Berlín» que fue tratado con células madre con una mutación protectora. Ese tratamiento se considera una «cura esterilizadora» porque elimina los virus que pueden activarse, pero en este caso se habría conseguido de forma natural. En cualquier caso, habrá que hacer más estudios para confirmarlo.

¿Se parecen los virus?

Una forma de saber cómo son los virus presentes es hacer un análisis filogenético. Porque claro, los virus… mutan. Curiosamente, los virus presentes en los controladores, se parecían más entre ellos. Eran monoclonales o oligoclonales. Es decir, aunque se hayan insertado en partes diferentes del genoma humano, proceden de lo mismo y hay poca variación. Y por supuesto, entre células, son iguales o casi iguales. Esto hizo pensar a los investigadores que quizá los virus estaban en zonas que, por alguna razón, quedaban más protegidas.

¿Afecta la posición en nuestro genoma?

Efectivamente, an analizar las posiciones, se observó que los provirus aparecían en los cromosomas de forma selectiva. Además, dentro de los cromosomas, están principalmente en zonas que no contienen genes, y que por lo tanto se transcriben menos. Siendo un poco más técnica todavía, aparecían frecuentemente en las regiones de ADN satélite o microsatélite de los centrómeros.

Si vamos un poco más al detalle, parece que cuando se insertan en regiones génicas, lo hacen en regiones de proteínas con zinc-fingers (un motivo muy conocido por… la coordinación del zinc). Además, de media los controladores tenían sus provirus insertados más lejos de los lugares de inicio de transcripción. Por último, según sus análisis, la metilación del ADN puede suponer un factor importante a la hora de controlar la posible proliferación.

¿Están protegidos?

Si no es del todo, al menos parecen tenerlo bastante bien controlado. No sabemos qué ha hecho que estos individuos tengan ese comportamiento tan particular en la forma de insertar los provirus, pero ahora al menos sabemos dónde y cómo están insertados, lo que puede ayudarnos a avanzar en futuras terapias.

El objetivo es un tratamiento que permita esa esterilización, que permita acabar con los virus que tienen capacidad para replicarse. Quizá saber cómo lo hacen algunos de forma natural nos ayude a avanzar. Mientras tanto, millones de personas controlan sus provirus con antiretrovirales, llegando a niveles que no son detectables con pruebas tradicionales y haciendo una vida completamente normal. Desde luego, hemos avanzado mucho en 40 años.

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