En 2020 el mundo comenzó a oír hablar de un nuevo virus respiratorio que había aparecido en China a finales del 2019 y que amenzaba con extenderse infectando a toda la población y causando dolor, sufrimiento y muerte. Pronto la OMS declaró la pandemia y se movilizaron recursos y personal para enfrentarse a una amenaza de proporciones en aquel momento poco predecibles. Sin duda, además de la movilización médica, social, política, etc, el mundo científico debía dar respuesta a esta amenaza haciendo un esfuerzo por adaptar su foco a esta necesidad inminente.
Es en este contexto en el que la Xunta de Galicia, a través de la Axencia Galega de Innovación, GAIN, lanzó un plan de «rescate» de iniciativas gallegas de investigación centradas en COVID-19 que no habían podido ser financiadas mediante la convocatoria que a tal efecto realizó el ISCIII.
Nuestro laboratorio había planteado tres proyectos de investigación relacionados con COVID-19 que habían sido desestimados por el ISCIII, pero dos de ellos fueron seleccionados por GAIN para recibir apoyo económico. Os presentamos a continuación un breve resumen de los dos proyectos que hemos llevado a cabo en el laboratorio y en los que aún continuamos trabajando.
TÍTULO: Spikesomes for CRISPR/Cas13d-based degradation of SARS-CoV-2. IN845D 2020/11
ANTECEDENTES
Las herramientas basadas en CRISPR para la edición del genoma han experimentado una enorme expansión en los últimos años con nuevas aplicaciones que se presentan constantemente. En esta propuesta quisimos explorar la posibilidad de dirigir una nucleasa específica de ARN, Cas13d, para degradar el genoma del SARS-CoV-2 utilizando gRNA específicos. Con este objetivo, nos planteamos encapsular un complejo RNP de Cas13d y gRNAs en liposomas que expresen la proteína Spike viral en su superficie, Spikesomes, para proporcionar un direccionamiento específico a las células infectables.
Nos propusimos evaluar la especificidad de los Spikesomes y la eficiencia de la degradación dirigida del genoma del SARS-CoV-2.
OBJETIVOS
Como objetivos de este proyecto tuvimos:
Objetivo 1. Generación y análisis de liposomas con proteína Spike de SARS-CoV-2 en su superficie, Spikesomes
Objetivo 2. Análisis del targeting específico de ACE2 por Spikesomes
RESULTADOS
Hemos conseguido generar nanopartículas a partir de membranas celulares con proteína Spike o no en su composición, y que incluían complejos de Cas13d y gRNAs específicos. Estas nanopartículas demostraron tener capacidad para internarse en las células diana y liberar allí su cargo. La nucleasa Cas13d dirigida así a células es funcional y capaz de reducir de manera específica la expresión de genes diana.
Los experimentos con coronavirus requieren de instalaciones de bioseguridad BSL-3 y hemos establecido una colaboración con grupos expertos localizados en el CNB de Madrid en donde cuentan con las instalaciones y sistemas adecuados para estos análisis.
TÍTULO: Evaluación de compuestos senolíticos para el tratamiento del Síndrome de Dificultad Respiratoria Aguda. IN845D 2020/35
ANTECEDENTES
El rápido desarrollo del síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), secundario a la enfermedad por coronavirus 2019 (Covid-19), es una complicación grave que puede provocar insuficiencia respiratoria antes de la sepsis y el choque séptico, insuficiencia multiorgánica y la muerte. El SDRA se desarrolla con mayor frecuencia en pacientes de edad avanzada cuyos pulmones sufren inflamación y actualmente se trata mediante intubación endotraqueal y respiración mecánica. Pese a determinados avances durante estos ya dos años de pandemia, se desconoce en detalle la base de la mayor susceptibilidad y gravedad de la infección en pacientes mayores. En esta propuesta especulábamos que la senescencia celular, una característica definitoria del envejecimiento del organismo, podría ser una fuerza que contribuya al SDRA, similar a lo que ya se ha descrito para otras enfermedades pulmonares asociadas a la edad. Nos planteamos analizar la respuesta de senescencia en un modelo de ratón previamente conocido de SDRA y probar el potencial terapéutico de un tratamiento senolítico.
OBJETIVOS
Como objetivos de este proyecto tuvimos:
Objetivo 1. Estudio de la participación de la senescencia en el SDRA en un modelo de ratón de la enfermedad.
Objetivo 2. Evaluar el efecto terapéutico de los senolíticos sobre el SDRA
RESULTADOS
Hemos desarrollado un modelo experimental de SDRA basado en la administración de LPS a ratones. En este modelo hemos podido comprobar cómo el desarrollo de SDRA está asociado a la inducción de senescencia celular en pulmón como se demuestra por la presencia de diversos marcadores de este proceso. Además, hemos sometido a estos animales a un tratamiento senolítico que redujo sensiblemente la presencia de células senescentes, así como la fibrosis pulmonar, confirmando que la inducción de senescencia en pulmón es la causa del desarrollo de fibrosis asociada a la SDRA.
Nuestra propuesta científica se ha visto apoyada por trabajos que han sido publicados recientemente y que confirman nuestra hipótesis de que la inducción de senescencia celular en los pulmones de los individuos infectados por SARS-CoV-2 contribuye a la patología desarrollada por los pacientes.
