Así lo explica el investigador, señalando que a lo largo de su línea de estudio se ha abocado a desentrañar la función de los condensados biomoleculares, definidos como orgánulos sin membrana dentro de las células que concentran proteínas y ácidos nucleicos, formando compartimentos especializados para diversas funciones celulares. “Estos condensados biomoleculares se forman siempre bajo una condición de estrés celular como lo es una infección viral; sin embargo, cuando VIH está presente, éste se encarga de que estos condensados no se formen, porque para él son perjudiciales, debido a que son capaces de capturar proteínas y RNA viral, por lo que no dejan que el virus cumpla su ciclo replicativo”.
El actual proyecto Fondecyt Regular, denominado “Breaking the Silence: Roles of Biomolecular Condensates on HIV Latency”, apunta a “entender qué pasa cuando las células están en estado de latencia. Cuando el virus infecta a las células, su genoma viral se debe integrar a esa célula, y desde ahí genera todo su ciclo replicativo, pero hay un estadio en el cual este genoma viral queda en como reservorio latente en alguna célula del sistema inmunológico, lo que puede perdurar años”.
La reactivación de esta latencia, añade, se puede dar por varios factores: “dentro de ellos se ha visto que algunas drogas, por ejemplo, anticancerígenos que se usaban en pacientes que no tenían un diagnóstico de VIH, a la larga reactivaron el virus en esos pacientes, los cual fue sorpresivo porque ellos no sabían que tenían esta infección. Pasó que esas drogas estimularon este virus que estaba latente, y que lo más probable es que lo haya estado desde hace mucho tiempo en estos nuevos pacientes”.
En ese sentido, explica el doctor Valiente, “la latencia hoy día es uno de los desafíos más grandes que hay en VIH, porque es un virus que está silente”. Esta “se da en la infección natural. En los pacientes que se infectan hay células que están produciendo virus, pero también va a haber algún repertorio de células específicas –como linfocitos de memoria- donde el virus se va a quedar guardado y a la espera de poder reactivarse, ya sea por influencia de alguna droga, o por eventos propios del paciente, como diferentes comorbilidades o situaciones clínicas. Por eso es importante que los pacientes sean diagnosticados y estén tomando la terapia antirretroviral; pero hay muchos que no lo están haciendo, y estos estadios estadios entre la replicación viral y la latencia generan una interacción continua en el hospedero infectado”.
Por ello, este proyecto tiene como objetivo entender esos estados de latencia y ver cómo se pueden reactivar para así generar una estrategia que elimine todos los reservorios virales.
“Shock and kill”
Respecto a que la latencia es uno de los mayores desafíos que tiene la patología VIH, dado que hasta el momento es imposible erradicar todo el virus del organismo, porque se integra a las células, el académico informa que “actualmente hay varias estrategias terapéuticas en estudio; basadas, por ejemplo, en la metodología “shock and kill”. Esto es básicamente la reactivación de un subgrupo de células que están en estado de latencia mediante diferentes fármacos; producto de esa reactivación, el virus va a empezar a replicar y, entonces, se le ataca con terapia antirretroviral. Es decir, se las despierta e inmediatamente se las mata, ya sea por la terapia o porque el propio sistema inmunológico va a hacer de centinela y las va a eliminar”.
De esta forma, el doctor Valiente explica que “estas terapias combinadas están siendo vistas como medidas de posible erradicación del VIH. Hoy en día lo único que tenemos es el arsenal de terapias antirretrovirales, que funcionan bastante bien, pero hay cepas virales que son resistentes a ellas; entonces este proyecto apunta a encontrar nuevos fármacos que puedan estar involucrados en la reactivación de los virus latentes, y nosotros apostamos a que la modulación de estos condensados biomoleculares, que se dan de manera normal en la célula, pueden tener una implicancia, si están presentes, en mantener al virus en latencia; o, si están ausentes, poder reactivar a estas células que están durmiendo”.
Para modular estos condensados biomoleculares, usarán medicamentos de quimioterapia u otros, a partir de bibliotecas de drogas aprobadas por la FDA que inciden en la respuesta integrada de estrés, que se da en la célula visada por cuatro quinasas celulares que actúan directamente en la traducción celular, repercutiendo en la traducción viral. “Entonces, si somos capaces de modular la traducción, concomitantemente podremos producir estos condensados biomoleculares”.
Semáforo celular
La investigación trabajará haciendo screening de alto rendimiento en una línea celular que se usa ampliamente para estudios de latencia, que es de Linfocitos T, que tiene el virus integrado “y es lo más parecido a un estado de infección por latencia. Cuando despierta ese virus integrado nos va a aparecer una señal verde, porque en el modelo está fusionado a la proteína verde fluorescente GFP. Pero nosotros además le vamos a poner un marcador endógeno al genoma de una proteína que es crucial para la formación de estos condensados biomoleculares, de color rojo. Entonces podremos ver una especie de semáforo: si la célula solo está verde, quiere decir que el virus está activado. Si no lo está, quiere decir que está en latencia. Y puede darse cierto tipo de semáforo en amarillo, en el cual va a estar activado el virus, pero además tiene una producción de estos biocondensados moleculares. De esa manera queremos ver qué droga podría estar modulando tanto la aparición de estos biocondensados como la reactivación del virus, para posteriormente poder definir cuál es la vía de señalización de esa droga. A continuación, haremos un transcriptoma diferencial de células que van a estar con las drogas que encontremos, viendo cuáles son los cambios transcripcionales asociados a estas células, y así ojalá definir una vía de señalización nueva que pueda estar involucrada en la reactivación del VIH”.
Los medicamentos que utilizarán son “inhibidores de la histona desacetilasa; por ejemplo, Vorinostat o ácido suberoilanilida hidroxámico, SAHA, que se utiliza en el tratamiento de ciertos tipos de cáncer, como el linfoma cutáneo de células T, lo que permite que el promotor del virus que está integrado se active y empiece a revertir la latencia”. Además, otros medicamentos que están involucrados en la respuesta integrada al estrés, que son los que van a detener la traducción celular, para generar los condensados biomoleculares, a partir de una biblioteca que tiene alrededor de 4.500 compuestos, haciendo diferentes diluciones de estos, viendo en primer término la citotoxicidad de las células que usarán y luego diferentes parámetros, “como si despierta al virus; si lo hace, cuánta proteína y RNA viral va a generar; si ese virus es capaz de infectar. Y después que se tengan todos esos parámetros, intentaremos evaluar si esos efectos se replican en células mononucleares de sangre periférica o PBMC obtenido de un repertorio con estándar de biobanco que hemos ido construyendo con una cohorte chilena de casi 200 pacientes viviendo con VIH gracias al Proyecto Anillo InflammAIDS, que dirige el doctor Ricardo Soto, coinvestigador de este proyecto.”.
La complejidad de esta estrategia, acota el doctor Valiente, es que “cada vez hay más células que se descubre que son reservorios de VIH; por ejemplo, en células del sistema nervioso central, que son reservorios que muchas veces pasan desapercibidos porque el paciente no llega a tener desórdenes neurocognitivos asociados a esta infección. Por lo tanto, otra de las líneas de trabajo, además de en Linfocitos T, va a ser en comparación con macrófagos del sistema nervioso, como son las microglías, viendo si tienen mecanismos similares u otros diferenciales que uno pueda definir. Y después, a futuro, queda lo que uno siempre desearía, que es la traslación a poder verlo en un estudio clínico con pacientes. En esta área hay pocos estudios en modelos animales, por lo tanto, la traslación que se hace desde el laboratorio muchas veces pasa inmediatamente a poder ser candidato a probarse en pacientes”.
El doctor Valiente finaliza informando que para este proyecto contempla “hacer experimentos con PBMC en la Universidad McGill, en Canadá; además, tenemos una colaboración incipiente con el Instituto Pasteur en Francia, y ellos tienen los modelos animales; así, si se genera algún hit, que pudiese ser candidato para su posible traslación, ojalá que pudiésemos hacer esa fase con este nuevo colaborador”.