Terapia Epigenómica en Hepatitis B

Tema

MicroRNA-20 induce la metilación del ADN circular cerrado covalentemente del virus de la hepatitis B en células de hepatoma humano

Mecanismo epigenómico tratado 

Metilación del ADN, para suprimir la actividad transcripcional del virus de la hepatitis B (VHB) en los hepatocitos. Los microARN (miARN / miR) regulan la expresión de genes de mamíferos a nivel postranscripcional dirigiendo el complejo silenciador inducido por ARN (RISC) a objetivos complementarios de ARNm y, posteriormente, induciendo represión traduccional y / o desestabilización de ARNm.

Cómo se lo hizo

Se utilizaron células HepAD38 que soportan la replicación del VHB bajo el control de un promotor inducible por tetraciclina y se propuso que, en las células de hepatoma humano, miR-20a se carga en AGO2, que luego se transloca en el núcleo para inducir la metilación del ADN del VHB, lo que lleva a la supresión de la replicación del VHB; sin embargo, el mecanismo subyacente por el cual el ADNc de HBV se metila aún no se ha dilucidado.

Resultados 

Investigaron si miR‑20a puede funcionar como un efector endógeno de la metilación del ADN del VHB. Los resultados indicaron que la sobreexpresión de miR-20a podría suprimir la actividad replicativa del VHB y aumentar el grado de metilación del ADNc de HBV en la línea celular de hepatoma HepAD38.

En conclusión, miR-20a humano puede modular el de novometilación del ADN nuclear del VHB en una línea celular de hepatoma. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que investiga la metilación del genoma del VHB sobreexpresando miRNA.

Obtenida con fines académicos de: https://image2.slideserve.com/4187142/slide26-l.jpg

Referencias Bibliográficas:

1. Moon, IY, Choi, JH, Chung, JW, Jang, ES, Jeong, S. y Kim, J. (2019). MicroRNA-20 induce la metilación del ADN circular de virus de la hepatitis B cerrado covalentemente en células de hepatoma humano. Molecular Medicine Reports, 20, 2285-2293. https://doi.org/10.3892/mmr.2019.10435

Técnica de edición de Ácidos nucleicos en Hepatitis B

Tipo de edición

Terapia génica de células somáticas, en este caso ya sea ex-vivo, mediante la obtención de células del paciente, la transferencia del material genético mediante el uso de un vector y la reimplantación en el paciente.O in-vivo, se administra el material genético directamente al paciente.

Dirigido hacia

Genoma del virus de hepatitis B (guías dirigidas al núcleo, polimerasa y X ORF)

Dirigido por

Plataforma Crispr/Cas9; 24 ARN guías únicas, sgRNA (sg17 y sg21, más eficaces)

Órgano a tratar

Hígado, células hepatocito.

Vía de administración

Vía intravenosa (caudal, mediante inyección hidrodinámica)

Resultados a corto plazo 

Promover mutaciones en el genoma del VHB

Inactivación del cccDNA como consecuencia de las rupturas de ADN, además de su reducción en hepatocitos infectados.

Resultados a mediano plazo

Inhibir las infecciones por VHB con el sistema Crispr/Cas9

Resultados demostrados pueden usarse para informar el desarrollo de terapias basadas en CRISPR / Cas9 para otros virus de ADN, como los herpesvirus y los virus del papiloma que usan un ADN episomal como plantilla para su expresión y replicación génica.

Resultados a largo plazo

Puede representar un paso significativo hacia la cura de la infección crónica por el VHB.

Desarrollo de futuras estrategias antivirales dirigidas a cccDNA para la escisión endonucleolítica.

Identificar sgRNAs dirigidos a otra región del genoma del VHB que podría inactivar el ADNcc.

Referencias Bibliográficas:

1. Ramanan, V., Shlomai, A., Cox, D. B., Schwartz, R. E., Michailidis, E., Bhatta, A., … Bhatia, S. N. (2015). CRISPR/Cas9 cleavage of viral DNA efficiently suppresses hepatitis B virus. Scientific reports, 5, 10833. doi:10.1038/srep10833

Terapia con Stem Cells en Hepatitis B

Tipo de Stem Cell 

Células madre mesenquimáticas derivadas de tejido adiposo (AD-MSC) y células madre mesenquimales derivadas de médula ósea (BM-MSC) 

Método de obtención

- Liposucción simple y procedimientos invasivos como punción de médula ósea 

- AD-MSC tratadas con factor de crecimiento de hepatocitos (HGF), oncostatina M (OSM) y dimetil sulfóxido (DMSO) podrían diferenciarse en células similares a los hepatocitos

Vía de administración

Células madre mesenquimales: por vía intravenosa periférica

Resultados a corto plazo

AD-MSC de pacientes con hepatitis B crónica tienen un potencial de diferenciación similar hacia el linaje hepático que las BM-MSC, las mismas que no eran susceptibles a la infección por HBV. 

Resultados a mediano plazo
Seguro para el tratamiento de pacientes con hepatitis crónica al aplicar AD-MSC para el transplante autólogo.

Resultados a largo plazo

Se logró reducir la tasa de mortalidad en pacientes que desarrollaron insuficiencia hepática crónica debido a la presencia de hepatitis B, además los pacientes mostraron un bajo desarrollo de complicaciones al tratamiento. 

Transplante autológico de células madre derivadas de tejido adiposo

Referencias Bibliográficas:

1. Wang, Y., Wang, F., Zhao, H., Zhang, X., Chen, H., & Zhang, K. (2015). Human adipose-derived mesenchymal stem cells are resistant to HBV infection during differentiation into hepatocytes in vitro. International journal of molecular sciences, 15(4), 6096–6110. doi:10.3390/ijms15046096

2. Fluxá D, Silva G. CÉLULAS MADRE: FUNDAMENTOS Y REVISIÓN DE LA EXPERIENCIA CLÍNICA EN ENFERMEDADES HEPÁTICAS [Internet]. Vol. 28, Revista Médica Clínica Las Condes. Elsevier BV; 2017 [citado el 26 de diciembre de 2019]. p. 314–21. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0716864017300500#fig0010

Transgénico vegetal para Hepatitis B

El método de control de la infección viral es la vacunación. Sin embargo, en muchos países no es tan extendida. Las plantas son las más convenientes para cumplir el mismo objetivo; ya que los antígenos que causan una respuesta inmune activa, también pueden ser sintetizados en células vegetales. Las vacunas comestibles actualmente se basan en frutos, hojas y semillas de plantas transgénicas. El antígeno de hepatitis B de superficie (HBsAg) sintetizado en la planta Solanum tuberosum (papa), obtenido usando el plásmido pBMAg en la Agrobacterium tumefaciens cepa LBA4404, no difiere del antígeno del virus VHB y estimula la formación de inmunoglobulinas IgG y el estudio en ratones muestran la posibilidad de usar plantas transgénicas como una sustancia para la obtención de una vacuna comestible y segura contra la hepatitis B. 

Tomado con fines académicos de: https://sioposthelpmo.cf/las-vacunas-microbianas-producidas-por-la-planta-descargan-los-juegos

Ventajas de los Transgénicos

1. Aumentar la producción de alimentos, ya sea a través de animales o plantas transgénicos.
2. La mejora de las características nutritivas de los alimentos. Así, es posible la obtención de alimentos con mayor contenido en vitaminas, minerales y aminoácidos esenciales
3. La obtención de cultivos resistentes a la sequía y al frío.
4. La prolongación de la conservación y durabilidad de los alimentos.
5. Elaboración de tratamientos como fármacos o vacunas a través del uso de proteínas recombinantes.

Desventajas de los Transgénicos

1. La generación de animales transgénicos también es costosa, debido al largo período de gestación, el tamaño de la camada y el mayor costo de mantenimiento de los animales receptores.
2. Puede haber una alta tasa de mortalidad y otros efectos nocivos en los animales utilizados por los investigadores para crear razas transgénicas.
3. Se requiere un gran número de receptores para la transferencia de embriones debido a la baja tasa de transgénesis.
4. Invasión de ecosistemas, estos productos transgénicos al ser más resistentes, terminan eliminando las especies originales.
5. La ingesta de alimentos y su posible relación con el desarrollo de enfermedades, esto debido al aumento de toxicidad en los alimentos.

Referencias Bibliográficas:

1. Rukavtsova, E. B., Rudenko, N. V., Puchko, E. N., Zakharchenko, N. S., & Buryanov, Y. I. (2015). Study of the immunogenicity of hepatitis B surface antigen synthesized in transgenic potato plants with increased biosafety. Journal of Biotechnology, 203, 84–88. doi:10.1016/j.jbiotec.2015.03.019 ; sci-hub.tw/10.1016/j.jbiotec.2015.03.0192. 
2. Parmar P. Transgenic Animals: Advantages and Disadvantages [Internet]. BioTechnology Notes. [citado 18 diciembre 2019]. Disponible en: http://www.biotechnologynotes.com/animals/transgenic-animals/transgenic-animals-advantages-and-disadvantages/678

ADN recombinante artificial

El gen sintético de thermophilus RecA se clonó en el vector pUC57. Este gen(RecA gen) se escindió del pUC57- RecA plásmido como un fragmento NdeI / HindIII y se clonó en el vector pET26b. El ADN plasmídico que se obtuvo de pET26b se introdujo en células competentes ER2566 para la expresión de RecA recombinante.

La expresión de esta proteína puede mejorar las técnicas de diagnóstico, ya que mejora la sensibilidad a virus de ADN como es el caso de la hepatitis B.

Tomado con fines académicos de: https://cdn.thinglink.me/api/image/671310406794346498/1024/10/scaletowidth

Referencias Bibliográficas:

1. Sundarrajan S, Rao S, Padmanabhan S. Cloning and high-level expression of Thermus thermophilus RecA in E. coli: purification and novel use in HBV diagnostics [Internet]. Vol. 49, Brazilian Journal of Microbiology. Elsevier Editora Ltda; 2018 [citado el 8 de diciembre de 2019]. p. 848–55. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1517838217309656?via%3Dihub

Recombinación de ácidos nucleicos en la naturaleza

Un ejemplo claro de recombinación en la naturaleza del VHB es el proceso de infección al hepatocito alterando el núcleo y el ADN de esta célula, tras la entrada, se transporta el genoma rcDNA del VHB en el núcleo y convertido en covalente cerrado ADN circular (ADNcc) utilizando la reparación del ADN de la célula huésped. Las moléculas de ADNcc de VHB se asocia con histonas H3 y H4 y proteínas no histónicas, formando un minicromosoma viral típico.

Referencias Bibliográficas:

1. Li G, Zhu Y, Shao D, Chang H, Zhang X, Zhou D, et al. Recombinant covalently closed circular DNA of hepatitis B virus induces long-term viral persistence with chronic hepatitis in a mouse model [Internet]. Vol. 67, Hepatology. John Wiley and Sons Inc.; 2018 [citado el 6 de diciembre de 2019]. p. 56–70. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28749559

Microarray de miRNAs

Se usó la técnica "Microarray" para determinar la presencia de ciertos microRNA (miRNA). Estos miRNA pueden servir como marcadores potenciales para predecir la lesión hepática resultante de la hepatitis B crónica (CHB). Se identificó 203 miRNA expresados en pacientes con hepatitis B crónica. Este resultado, en un futuro, puede servir para realizar un diagnóstico precoz de lesión hepática y prevenir su avance hacia otros estados más graves.

Referencias Bibliográficas:

1. Hou X, Liang Y, Chen J, Wei Y, Zeng P, Wang L et al. Expression Profiling of Cellular MicroRNA in Asymptomatic HBsAg Carriers and Chronic Hepatitis B Patients [Internet]. NCBI. 2017 [citado 28 Noviembre 2019]. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5587942/