TERAPIA EPIGENÓMICA EN COVID-19

Terapia Epigenómica para SARS-CoV-2

Tema: Metioninasa oral para la terapia de restricción de metionina Covid-19 (1).

Mecanismo epigenómico tratado: Restricción de la disponibilidad de metionina tratando al paciente con metioninasa recombinante oral, de manera que se evita la correcta metilación del virus, se impide la replicación del virus y la proliferación de células infectadas (1).

¿Cómo se lo hizo?: Se ha desarrollado metioninasa codificada por un gen presente en la bacteria Pseudomonas putida (1). El gen se ha clonado en E. coli permitiendo altos niveles de producción de la enzima (1). Las proteínas no estructurales del coronavirus parecen ser ARN metiltransferasas o proteínas asociadas de las metiltransferasas (1). Las metiltransferasas utilizan S-adenosilmetionina (SAM), que es el donante de metilo universal, para transferir un grupo metilo al genoma viral (1). La síntesis de SAM depende de la disponibilidad de metionina (1). Si la metionina está en baja concentración, las metiltransferasas virales no pueden completar su reacción debido a la falta de SAM (1). Cada vez que se transfiere un grupo metilo a SAM, el producto resultante es la molécula metilada, así como S-adenosilhomocisteína (SAH) (1). La proporción de SAM a SAH es fundamental para determinar si pueden continuar las reacciones de metiltransferasa; si la proporción de SAM a SAH es baja, no se producirán reacciones de metiltransferasa y el ARN del coronavirus no estará metilado (1).

Resultados: El virus no podrá replicarse y los genomas virales presentes en la célula serán susceptibles de degradación, previniéndose así la proliferación de células infectadas con SARS-CoV-2 (1). Además, la restricción de metionina puede prevenir o aliviar la tormenta de citosinas que es uno de los factores que se cree que es letal en pacientes con una infección grave por SARS-Cov-2 (1). Se ha demostrado que se puede administrar de forma segura por vía oral a los pacientes sin causar efectos secundarios (1).

Referencias Bibliográficas:

1. Hoffman RM, Han Q. Oral Methioninase for Covid-19 Methionine-restriction Therapy. In Vivo [Internet]. 2020 [citado el 06 de marzo de 2021]; 34 (3): 1593-1596. Disponible en: https://iv.iiarjournals.org/content/34/3_suppl/1593.long

TÉCNICAS DE EDICIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS EN COVID-19

Técnica de Edición de Ácidos Nucleicos para SARS-CoV-2

Tipo de Edición: Ex vivo/somática (1).

Dirigido hacia: RNA viral, replicasa-transcriptasa (ORF1ab) y el pico (S) del virus (1).

Dirigido por: RNAs guías (gRNAs)  y CRISPR / Cas13d (1).

Órgano a tratar: Pulmón (1).

Vector: Virus adenoasociado (AAV) puede servir como vehículo para administrar el efector Cas13d a pacientes infectados con 2019-nCov (SARS-CoV-2) (1).

Vía de administración: No específica (1).

Resultados a:

Corto plazo: Este sistema se puede usar para alterar específicamente el genoma del ARN de 2019-nCov (SARS-CoV-2), lo que limita su capacidad de reproducción (1).

Mediano plazo: Se necesitan estudios futuros que determinen la seguridad y eficacia de este sistema para eliminar 2019-nCov (SARS-CoV-2) y otros virus en modelos animales para poder lograr la aplicación terapéutica a los pacientes (1).

Largo plazo: Si se demuestra que es eficaz, este enfoque terapéutico proporcionará a los pacientes de todo el mundo más opciones para luchar contra virus potencialmente mortales como el SARS-CoV-2 que tienen el potencial de evolucionar y desarrollar resistencia rápidamente (1).

Referencia Bibliográfica:

1. Nguyen TM, Zhang Y, Pandolfi PP. Virus against virus: a potential treatment for 2019-nCov (SARS-CoV-2) and other RNA viruses. Cell Res [Internet]. 2020 [citado el 27 de febrero de 2021]; 30: 189–190. Disponible en: https://www.nature.com/articles/s41422-020-0290-0

TERAPIA CON STEM CELLS PARA TRATAR COVID-19

 Terapia con Células Madre Mesenquimales de Cordón Umbilical Humano para COVID-19

Tipo de Stem Cell: Células madre mesenquimales de cordón umbilical humano (hUCMSC) (1).  

Método de obtención: El cordón umbilical se obtuvo de placenta humana a término de un donante sano por cesárea (1). Las hUCMSC se aislaron y luego se sembraron en matraces de 25 cm2 y se mantuvieron en un medio de cultivo (1). Posteriormente se lavaron, recolectaron y criopreservaron en dimetilsulfóxido al 10% (1). Antes de la administración, las células crioconservadas se descongelaron, se lavaron para eliminar el dimetilsulfóxido y se resuspendieron en una solución salina al 0, 9% suplementada con albúmina humana al 5% (1).   

Vía de administración: Vía Intravenosa (IV) (1).

Resultados a:

Corto plazo: Reacción inflamatoria pulmonar se alivia en gran medida (1). Paciente es trasladado fuera de la UCI y la mayoría de los signos vitales y los índices de laboratorio clínico se recuperan al nivel normal (1). Los recuentos de linfocitos T CD3 + , linfocitos T CD4 + y linfocitos T CD8 + aumentaron notablemente hasta el nivel normal, lo que indica la reversión de la linfopenia (1). Paciente es dado de alta del hospital después de la recuperación (1).

Referencia Bibliográfica:

1. Liang B, Chen J, Li T, Wu H, Yang W, Li Y, Li J, Yu C, Nie F, Ma Z, Yang M, Xiao M, Nie P, Gao Y, Qian C, Hu M. Clinical remission of a critically ill COVID-19 patient treated by human umbilical cord mesenchymal stem cells: A case report. Medicine (Baltimore) [Internet]. 2020 [citado el 20 de febrero de 2021]; 99 (31): e21429. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7402800/

ANIMAL TRANSGÉNICO PARA COVID-19 - VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TRANSGÉNICOS

 RATONES TRANSGÉNICOS hACE2 PARA SARS-CoV-2

Tema: La patogenicidad del SARS-CoV-2 en ratones transgénicos hACE2 (1).

Tipo de animal transgénico: Ratones transgénicos hACE2 Knock in (1).

Método por el que se obtuvo: Microinyección del promotor Ace2 de ratón que conduce la secuencia codificante de ACE2 humana en los pronúcleos de óvulos fertilizados de ratones ICR, y luego se identificó mediante PCR la ACE2 humana integrada (1).

Usos que se les ha dado: Usados para evaluar agentes terapéuticos antivirales y vacunas, así como para comprender la patogenia de COVID-19 (1).

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TRANSGÉNICOS

VENTAJAS

1. Es posible utilizar a modo de fármacos algunas proteínas provenientes de organismos transgénicos, proteínas recombinantes, para tratar distintas enfermedades (2).

2. Emplear animales de granja, por ejemplo, cabras transgénicas para producir el activador tisular del plasminógeno, utilizado para tratar la trombosis (2).

3. Plantas transgénicas pueden usarse para crear proteínas farmacéuticas, sobre todo anticuerpos destinados al tratamiento de infecciones o proteínas para elaborar vacunas contra virus y bacterias patógenas (2).

4. Creación de vacunas comestibles a partir vegetales transgénicos (2).

5. Mejoras de la calidad nutricional a través de organismos modificados genéticamente, como es el caso del arroz dorado rico en beta-caroteno, un precursor de la vitamina A, que ayuda a prevenir enfermedades y a evitar la ceguera (2).

DESVENTAJAS

1. La transferencia de genes puede traspasar alérgenos generando alergias en los individuos que consuman el OMG (Organismo Modificado Genéticamente) (2).

2. Al provocar una alteración del material genético de los OMG podría aumentarse la producción de ciertas toxinas o la expresión de las mismas en lugares en los que anteriormente no se encontraban, dando lugar a la toxicidad (2).

3. Al ser ingeridos alimentos transgénicos los genes de resistencia a antibióticos pueden pasar a los seres humanos dificultando el tratamiento de las enfermedades infecciosas (2).

4. El consumo de ciertos organismos modificados genéticamente podrían afectar a la fertilidad. (2).

5. Se cree que los genes introducidos en las plantas se pueden incorporar en el material genético de los consumidores (2).

Referencias Bibliográficas:

1. Bao L, Deng W, Huang B, Gao H, Liu J, Ren L, Wei Q, Yu P, Xu Y, Qi F, Qu Y, Li F, Lv Q, Wang W, Xue J, Gong S, Liu M, Wang G, Wang S, Song Z, Zhao L, Liu P, Zhao L, Ye F, Wang H, Zhou W, Zhu N, Zhen W, Yu H, Zhang X, Guo L, Chen L, Wang C, Wang Y, Wang X, Xiao Y, Sun Q, Liu H, Zhu F, Ma C, Yan L, Yang M, Han J, Xu W, Tan W, Peng X, Jin Q, Wu G, Qin C. The pathogenicity of SARS-CoV-2 in hACE2 transgenic mice. Nature [Internet]. 2020 [citado el 13 de febrero de 2021]; 583 (7818): 830-833. Disponible en: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32380511/

2. Luque Polo K. Seguridad alimentaria y alimentos transgénicos. Obs. Medioambient [Internet]. 2017 [citado el 13 de febrero de 2021]; 20: 59-75. Disponible en: https://revistas.ucm.es/index.php/OBMD/article/download/57946/52140/

ADN RECOMBINANTE ARTIFICIAL PARA COVID-19 Y ADN RECOMBINANTE EN LA NATURALEZA

ADN recombinante artificial en SARS-CoV-2

Tema: Rescate del SARS-CoV-2 de un cromosoma artificial bacteriano único (1).

Objetivo: Facilitar el estudio del SARS-CoV-2 y el desarrollo de profilácticos y terapéuticos para el tratamiento de COVID-19 (1).

Gen o secuencia a clonar: ARN viral del SARS-CoV-2 USA-WA1 / 2020 con 29,903 nucleótidos basado en el uso de un cromosoma artificial bacteriano (BAC) se obtiene ADNc infeccioso (1). 

Enzimas de restricción: Kasl, Pacl, Mlul, BstBl, BamHl (1).

Enzima ligasa: No específica (1).

Vector: pBeloBAC11 (1).

Célula receptora: Células Vero E6 (1).

Mecanismo de transferencia o inserción del gen: Transfección (1).

Métodos de identificación de clones: Cultivo, secuenciación, ensayo de inmunofluorescencia (IFA), ensayo de placa e inmunotinción y RT-PCR (1).

ADN recombinante en la naturaleza

La recombinación en la naturaleza se puede ver presente en las bacterias, las mismas que para cambiar su dotación genética realizan la transferencia de fragmentos de ADN de unas a otras con la posterior recombinación de los fragmentos adquiridos en el cromosoma o en los plásmidos de las bacterias receptoras (2). En la recombinación de tipo homóloga el fragmento de ADN aceptado es muy similar a una parte del genoma de la bacteria y, tras situarse al lado, se intercambia con él por un mecanismo de rotura, entrecruzamiento y reunión de sus cadenas de ADN (2). La transferencia previa a este tipo de recombinación puede ocurrir mediante: transformación, transducción o por conjugación (2). En el caso de la recombinación no homóloga los transposones o integrones pueden integrarse en diversos puntos del cromosoma o en los plásmidos de una bacteria sin necesidad de encontrar fragmentos homólogos (2).

Referencias Bibliográficas:

1. Ye C, Chiem K, Park JG, Oladunni F, Platt RN 2nd, Anderson T, Almazan F, de la Torre JC, Martinez-Sobrido L. Rescue of SARS-CoV-2 from a Single Bacterial Artificial Chromosome. mBio [Internet]. 2020 [citado el 06 de febrero de 2021]; 11 (5): e02168-20. Disponible en: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32978313/

2. Celis Bustos, Yamile Adriana, Rubio, Vivian Vensa, Camacho Navarro, María Marcela, Perspectiva histórica del origen evolutivo de la resistencia a antibióticos. Revista Colombiana de Biotecnología [Internet]. 2017 [citado el 06 de febrero de 2021]; 19 (2): 105-117. Disponible en: https://www.redalyc.org/pdf/776/77654661011.pdf

TÉCNICAS DE SECUENCIACIÓN E HIBRIDACIÓN EN EL COVID-19

Técnicas de secuenciación e hibridación del SARS-CoV-2

La secuenciación de SARS-CoV-2 se puede hacer mediante el uso de métodos como: metatranscriptómica “Shotgun”, para secuenciar el ARN total o por la secuenciación de diana de nanoporos en tiempo real (NTS) que utiliza un secuenciador de nanoporos Oxford (1, 2). En este método, 11 fragmentos de genes relacionados con la virulencia de ORF1ab de SARS-CoV-2 se amplifican con un panel de cebadores para que luego los fragmentos amplificados se secuencien en una plataforma de nanoporos (1). Además, se puede hacer uso de un biosensor plasmónico de doble función que utiliza el efecto fototérmico plasmónico (PPT) y la transducción de detección de resonancia de plasmón superficial localizado (LSPR) para la detección del gen RdRp, ORF1ab y E de SARS-CoV-2 (1). La energía térmica PPT convertida, en la proximidad de nanoislas de oro, proporciona una fuente de calor para mejorar la hibridación in situ de RdRp de SARS-CoV-2 y su ADN complementario (1).

Referencias Bibliográficas:

1. Sheikhzadeh E, Eissa S, Ismail A, Zourob M. Diagnostic techniques for COVID-19 and new developments. Talanta [Internet]. 2020 [citado el 30 de enero de 2021]; 220:121392. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7358765/

2. Lopez-Alvarez D, Parra B, Cuellar WJ. Genome Sequence of SARS-CoV-2 Isolate Cali-01, from Colombia, Obtained Using Oxford Nanopore MinION Sequencing. Microbiol Resour Announc [Internet]. 2020 [citado el 30 de enero de 2021]; 9:e00573-20. Disponible en: https://mra.asm.org/content/9/26/e00573-20

RT- PCR EN EL COVID-19

RT-PCR para la detección de SARS-CoV-2

La RT-PCR cuantitativa en tiempo real, detecta y cuantifica las secuencias específicas de ácidos nucleicos mediante el uso de reporteros fluorescentes (1). Los paquetes diagnósticos que emplea RT-PCR para la detección del SARS-CoV-2 funcionan mediante la lectura de la ARN polimerasa dependiente del ARN (RdRp), los fragmentos ORF1ab, el gen E y el gen N (1). El proceso comienza al recoger el material genético del virus mediante un frotis de nariz o garganta (2). La muestra de ARN obtenida se mezcla con Transcriptasa Inversa para obtener ADN retrotranscrito del virus (2). En un tubo de ensayo que contiene la muestra se añaden sondas que se unen a secuencias específicas del ADN retrotranscrito y emiten fluorescencia, mientras la computadora del equipo mide y presenta en pantalla los resultados en tiempo real (2). También se realiza un seguimiento de la magnitud de fluorescencia después de cada ciclo; así, al superar un determinado nivel, se confirma la presencia del virus (2).

Referencias Bibliográficas:

1. Cancino Mesa JF, Vitón Castillo AA, Casí Torres J. Empleo de la reacción en cadena de la polimerasa en la detección del SARS-CoV-2. Univ Méd Pinareña [Internet]. 2021  [citado el 23 de enero de 2021]; 17 (1): e574. Disponible en: http://www.revgaleno.sld.cu/index.php/ump/article/view/574/pdf

2. Salazar Carranza LA, Maldonado Santacruz FE, Cruz Villegas JA. La PCR como prueba para confirmar casos vigentes de COVID-19. RECIMUNDO [Internet]. 2020 [citado el 23 de enero de 2021]; 4 (2): 60-70. Disponible en: https://www.recimundo.com/index.php/es/article/view/824/1460

ALTERACIONES DE LA EPIGENÓMICA EN EL COVID-19

Alteraciones de la Epigenómica del SARS-CoV-2

El SARS-CoV-2 desarrolla funciones que antagonizan la máquina reguladora del epigenoma del hospedador creando un entorno permisivo para su replicación (1). Se ha visto que el SARS-CoV-2 se une con afinidad a la Enzima Convertidora de Angiotensina 2 (ECA2), cuya expresión en el ser humano está regulada por la metilación del ADN misma que se ha visto disminuida a mayor edad, explicando de esta manera la vulnerabilidad de los ancianos al COVID-19 (1, 2). Dicha metilación del ADN dependiente de la edad se detectó cerca del sitio de inicio de la transcripción del gen para ECA2 significando que los cambios en el epigenoma del huésped relacionados con la edad pueden representar un factor de riesgo en la infección por COVID-19 (1, 2).  De la misma manera, se ha visto que el SARS-CoV-2, al interferir con la maquinaria epigenética del hospedador, podría alterar la expresión de citocinas proinflamatorias, como IL-1, IL-6, IL-18, IFN-γ y TNF-α (1).

Referencias Bibliográficas:

1. Atlante1 S, Mongellil A, Barbi1 V, Martelli F, Farsetti A, Gaetano C. The epigenetic implication in coronavirus infection and therapy. Atlante et al. Clin Epigenet [Internet]. 2020 [citado el 16 de enero de 2021]; 12: 156. Disponible en: https://clinicalepigeneticsjournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13148-020-00946-x

2. Chlamydas S, Papavassiliou AG, Piperi C. Epigenetic mechanisms regulating COVID-19 infection. Epigenetics [Internet]. 2020 [citado el 16 de enero de 2021]. Disponible en: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15592294.2020.1796896?journalCode=kepi20

ALTERACIÓN DE LA TRADUCCIÓN EN EL COVID-19

 Alteración de la traducción del SARS-CoV-2

Una vez que el SARS-CoV-2 se encuentra dentro del citoplasma de la célula huésped se inicia la traducción del RNA viral (1, 2). Se traducen los ORFs 1a y 1b, próximos al extremo 5’, con lo que la célula fabrica las poliproteínas pp1a y pp1ab (1). Dos de los componentes de las poliproteínas catalizan la escisión de las mismas en proteínas individuales, entre ellas la RNA-polimerasa dependiente de RNA (1, 2). Esta polimerasa utiliza el RNA viral como plantilla para generar mRNAs específicos del virus a partir de cadenas subgenómicas (2). La traducción de los mRNAs subgenómicos genera proteínas virales estructurales y no estructurales (2). Cuando se han producido suficientes proteínas estructurales y RNA viral, se produce su ensamblaje y gemación con la consiguiente formación y liberación de viriones (1, 2).

Referencias Bibliográficas:

1. Ruiz-Bravo A, Jiménez-Valera M. SARS-CoV-2 y pandemia de síndrome respiratorio agudo (COVID-19). Ars Pharm  [Internet]. 2020  [citado el 09 de enero de 2021];  61 (2): 63-79. Disponible en: http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2340-98942020000200001

2. Accinelli RA, Zhang-Xu CM, Ju-Wang JD, Yachachin-Chávez JM, Cáceres-Pizarro JA, Tafur-Bances KB, et al. COVID-19: la pandemia por el nuevo virus SARS-CoV-2. Rev Peru Med Exp Salud Publica. 2020 [citado el 09 de enero de 2021]; 37 (2): 302-11. Disponible en: https://scielosp.org/article/rpmesp/2020.v37n2/302-311/

ALTERACIONES DE LA TRANSCRIPCIÓN EN EL COVID-19

Alteraciones de la transcripción del SARS-CoV-2

El genoma del SARS-CoV-2 es un RNA monocatenario de polaridad positiva (1). El RNA genómico se utiliza como plantilla, para traducir las poliproteínas 1a/1b, que codifican proteínas no estructurales para formar un Complejo de Replicasa-Transcriptasa (CRT) (1). Posteriormente, un conjunto de RNA subgenómicos son sintetizados por el CRT en forma de transcripción discontinua (1). La terminación de la transcripción y la posterior adquisición de una RNA iniciador se produce en las secuencias reguladoras de la transcripción ubicadas entre los Marcos Abiertos de Lectura (1). Estos RNA subgenómicos de cadena negativa sirven como plantillas para la producción de RNAm subgenómicos que codifican para las proteínas estructurales principales (S), (M), (E), (N) y accesorias (2).

Referencias Bibliográficas:

1. Gutiérrez Choque BJ, Aruquipa Quispe CJ. COVID-19: ASPECTOS VIROLOGICOS Y PATOGENESIS. Rev Cient Cienc Méd  [Internet]. 2020 [citado el 02 de enero de 2021];  23 (1): 77-86. Disponible en: http://www.scielo.org.bo/scielo.php?pid=S1817-74332020000100011&script=sci_arttext

2. Pastrian-Soto G. Bases Genéticas y Moleculares del COVID-19 (SARS-CoV-2). Mecanismos de Patogénesis y de Respuesta Inmune. Int. J. Odontostomat [Internet]. 2020 [citado el 02 de enero de 2021]; 14 (3): 331-337. Disponible en: https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-381X2020000300331