Los Científicos De CRISPR Afirman Haber Identificado Genes Que Protegen Contra Covid •

Los científicos de CRISPR afirman haber identificado genes que protegen contra Covid

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Molécula de coronavirus COVID-19, 24 de marzo de 2020.

CDC | API | Gamma-Rapho a través de Getty Images

Un equipo de científicos de CRISPR en el Centro del Genoma de Nueva York, la Universidad de Nueva York y la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai dijo que habían identificado los genes que pueden proteger las células humanas del Covid-19, una enfermedad que afecta a más de 40 millones. Personas infectadas y que provocó 1 millón de muertes en todo el mundo.

El descubrimiento se produce después de ocho meses de análisis de los 20.000 genes del genoma humano bajo la dirección del Dr. Neville Sanjana en el Centro del Genoma de Nueva York. El virólogo líder en el monte Sinaí, el Dr. Benjamin tenOever, desarrolló un conjunto de modelos de células pulmonares humanas para la detección del coronavirus a fin de comprender mejor las respuestas inmunitarias a la enfermedad, y fue coautor del estudio.

Su estudio fue publicado en línea por Cell el mes pasado., aparecerá en la edición impresa de la revista científica el 7 de enero.

El objetivo era doble: identificar los genes que hacen que las células humanas sean más resistentes al virus SARS-CoV-2; y probar los medicamentos existentes en el mercado que pueden ayudar a detener la propagación de la enfermedad.

El avance se produce en un momento en que los fabricantes de medicamentos como Pfizer, Oxford-AstraZeneca y Moderna están avanzando rápidamente en vacunas y terapias para tratar el Covid-19. El viernes, Pfizer y BioNTech solicitaron a la FDA la aprobación de emergencia para su vacuna Covid, que contiene material genético llamado ARN mensajero. Los científicos creen que el sistema inmunológico combate el virus.

Para comprender mejor las complejas relaciones entre las dependencias genéticas del huésped y el virus, el equipo utilizó una amplia gama de métodos analíticos y experimentales para validar sus resultados. Este enfoque integrador incluyó la edición del genoma, la secuenciación de una sola célula, la obtención de imágenes confocales y el análisis computacional de la expresión génica y conjuntos de datos proteómicos.

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Después de una extensa investigación, los científicos y los médicos afirman haber encontrado 30 genes que evitan que el virus infecte células humanas, incluido RAB7A, un gen que parece regular el receptor ACE-2 al que se une el virus y al que solía invadir la celda. El primer contacto de la proteína espiga con una célula humana se produce a través del receptor ACE-2.

“Nuestros resultados confirmaron lo que los científicos creen que es cierto sobre el papel del receptor ACE-2 en la infección. Es clave para la liberación del virus”, dijo el Dr. tenOever. “También mostró que el virus necesita una caja de herramientas de componentes para infectar las células humanas. Todo tiene que estar en línea para que el virus entre en las células humanas”.

El equipo descubrió que los genes mejor calificados, aquellos cuya pérdida reduce en gran medida la infección viral, se combinaron en un puñado de complejos de proteínas, incluidos Vacuolar ATPases, Retromer, Commander, Arp2 / 3 y PI3K. Muchos de estos complejos de proteínas están involucrados en el transporte de proteínas hacia y desde la membrana celular.

“Estábamos encantados de ver varios genes dentro de la misma familia como los principales éxitos en nuestro análisis de todo el genoma. Esto nos dio un alto nivel de confianza en que estas familias de proteínas eran fundamentales para el ciclo de vida del virus, ya sea para ingresar en las células humanas o para una replicación exitosa del virus “dijo el Dr. Zharko Daniloski, becario postdoctoral en el Sanjana Lab y co-primer autor del estudio.

Usando datos proteómicos, encontraron que varios de los genes del huésped mejor calificados interactúan directamente con las proteínas del propio virus, lo que subraya su papel central en el ciclo de vida viral. El equipo también analizó los genes del huésped común necesarios para otros patógenos virales, como la influenza pikaemica Zika o H1N1.

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Colesterol y virus

El equipo de investigación también identificó medicamentos actualmente en el mercado para diversas enfermedades que, según ellos, bloquean la entrada de Covid-19 en las células humanas al aumentar el colesterol celular. Específicamente, encontraron que tres medicamentos actualmente en el mercado eran más de 100 veces más efectivos para evitar que el virus ingrese a las células pulmonares humanas:

  • Amlodipino, Marca Norvasc de Pfizer, que se usa para tratar la presión arterial alta y la angina de pecho.
  • Tamoxifeno, Marca Soltamox de Fortovia Therapeutics, un modulador de estrógeno utilizado en el tratamiento del cáncer de mama.
  • Ilomastat, De marca Galardin, es un inhibidor de metaloproteasas de matriz que ahora fabrican muchas empresas. un fármaco de quimioterapia con usos en el cuidado de la piel y productos antienvejecimiento.

Los otros cinco medicamentos probados, llamados PIK-111, Compuesto 19, SAR 405, Autophinib, ALLN – utilizado en investigación pero aún sin marca y utilizado en ensayos clínicos para enfermedades existentes.

Nuestros resultados confirmaron lo que los científicos creen que es cierto sobre el papel del receptor ACE-2 en la infección. Contiene la clave para desbloquear el virus.

Sus resultados brindan información sobre terapias novedosas que pueden ser efectivas en el tratamiento de Covid-19 y revelan los objetivos moleculares subyacentes de estas terapias.

Los bioingenieros de Nueva York estaban trabajando en otros proyectos utilizando la tecnología de edición de genes de CRISPR, pero rápidamente se dedicaron al estudio del coronavirus cuando barrió el área metropolitana en marzo del año pasado. “Dado el trágico impacto de Covid-19 aquí en Nueva York y en todo el mundo, sentimos que podíamos usar las herramientas de edición de genes CRISPR de alto rendimiento que hemos usado en otras enfermedades para comprender qué genes humanos clave necesita el mundo “. Virus SARS-CoV-2 “, dijo el Dr. Sanjana.

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Dr. Neville Sanjana y su equipo en el Centro del Genoma de Nueva York utilizaron CRISPR para identificar los genes que pueden proteger las células humanas de Covid-19.

Centro del genoma de Nueva York

Como explicó, “los tratamientos actuales para la infección por SARS-CoV-2 se remontan al virus mismo, pero este estudio proporciona una mejor comprensión de cómo los genes del huésped afectan la entrada del virus y permitirá nuevas vías para el descubrimiento terapéutico”.

Anteriormente, el Dr. Sanjana aplicó exámenes CRISPR de todo el genoma para identificar los impulsores genéticos de diversas enfermedades, incluida la resistencia a los medicamentos en el melanoma, el fracaso de la inmunoterapia, la metástasis del cáncer de pulmón, la inmunidad innata, los trastornos metabólicos innatos y la distrofia muscular.

“La esperanza es que los datos de este estudio, que identifican los genes necesarios para la infección por SARS-CoV-2, podrían combinarse en el futuro con datos de la secuenciación del genoma humano para identificar a los individuos que son más susceptibles o son más resistentes a Covid.19 “, dijo el Dr. Sanjana.

El equipo de Nueva York no es el primero en utilizar técnicas de edición de genes CRISPR para luchar contra Covid-19. Otros grupos de bioingeniería en MIT y Stanford han utilizado CRISPR para desarrollar formas de combatir el SARS-CoV-2 y desarrollar herramientas de diagnóstico para Covid-19.

El potencial de usar CRISPR para erradicar virus ya ha generado cierto entusiasmo en la comunidad de investigadores. El año pasado, por ejemplo, Excision BioTherapeutics con licencia Tecnología de la Universidad de Temple que usa CRISPR en combinación con terapia antirretroviral para eliminar el VIH, el virus que causa el SIDA.

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