Modificació genètica d'un virus per al tractament del retinoblastoma
Autor: Cloe Capelle Domínguez
Centre: SANT GERVASI, ESCOLA
Premi: 2n Premi ex-aequo
Document:
El càncer avui dia continua sent una de les principals causes de mort en el món. Segons les estadístiques en 2018 18,1 milions de persones van ser diagnosticades amb la malaltia i 9,5 milions de pacients van morir per càncer al món dels quals 500.000 eren nens i adolescents.
Objectius Conceptuals:
En l'àmbit conceptual, ens havíem plantejat com a objectius la investigació i aprenentatge sobre la nova teràpia gènica, que en aquests últims anys ha destacat per la seva innovació i resultats obtinguts. També hem volgut indagar en el procés de modificació genètic del virus i el seu funcionament. D’altra banda, per poder entendre la teràpia gènica hem volgut estudiar un cas recent de tractament de Retinoblastoma infantil a Sant Joan de Déu i com ha estat el procés de curació. Donat que el nostre interès en el camp de la medicina és gran, a escala procedimental ens ajudarà a entendre la manera d’actuació del sistema sanitari actual. A més n'ajudarà a veure la cooperació entre l’empresa privada i la pública. Durant el desenvolupament d’adquisició d’informació intentarem treballar: causes, efectes secundaris, com arriba al pacient, la inoculació...
Objectius Procedimentals:
Procedimentalment, vam començar amb algunes complicacions, ja que el nostre objectiu era posar-nos en contacte amb laboratoris i l’hospital Sant Joan de Déu per poder aconseguir la informació necessària per al nostre projecte. Però atès a la situació actual ens ha estat difícil contactar amb els centres. Finalment, hem aconseguit poder fer una estada al laboratori que va col·laborar amb l’hospital Sant Joan de Déu en el tractament contra el Retinoblastoma infantil per comprendre i especialitzar-nos més sobre la malaltia i com es desenvolupa la teràpia gènica.
Objectius Actitudinals:
Pel que fa a l'àmbit actitudinal, la motivació serà el més important, ja que serà un treball que realitzarem durant molt de temps. Per això hem escollit aquest tema, que ens motiva i agrada a totes tres. A més la cohesió de grup jugarà un fonamental paper per a obtenir el resultat desitjat. En tot moment serà de vital importància mantenir l’estil científic amb rigorositat.
Funcionament del virus i els seus components:
La hialuronidasa ha estat una tecnologia que ha actuat millorant la propagació intratumoral dels virus oncolítics, cosa que permet al virus destruir les cèl·lules tumorals amb més eficàcia. Majoritàriament, els càncers estan formats per cèl·lules tumorals i una part important del teixit acompanyant conegut com a estroma tumoral o desmoplàsia. Aquest estroma limita la disseminació de medicaments quimioterapèutics i virus oncolítics. L’expressió de la hialuronidasa (enzim) dels virus oncolítics de VCN degrada l’àcid hialurònic dins de l’estroma tumoral i millora la propagació del virus.
VCN-01 és un adenovirus oncolític de grau clínic modificat genèticament a partir d'adenovirus tipus 5 (Ad5) dissenyat per replicar-se en cèl·lules canceroses amb una via RB1-E2F alterada, com bé hem explicat. Les modificacions inclouen una supressió de 24 parells de bases en el gen de l'adenovirus E1A que impedeix la replicació viral en cèl·lules funcionals RB1 i la inserció d'un promotor E2F1 sota el gen E1A que permet el control transcripcional en cèl·lules amb alta expressió d'E2F-1 lliure.
Un component important de la matriu extracel·lular és l’àcid hialurònic, que es caracteritza per tenir una única capacitat d’aferrar i retenir les molècules d’aigua, en càncers altament agressius la quantitat d’àcid hialurònic és molt més elevada. Un enfocament terapèutic clau és l'enginyeria genètica d'un adenovirus oncòlic per expressar un enzim anomenat hialuronidasa pH20, la combinació de la destrucció directa de cèl·lules canceroses per adenovirus oncolítics que exposen a més antígens nous juntament amb la degradació de l'àcid hialurònic per pH20 faciliten l'activitat de propagació del virus dins del tumor.
L'escut d'albúmina protegeix els adenovirus dels anticossos neutralitzants preexistents quan s'entreguen de manera sistèmica. L'eficàcia dels adenovirus utilitzats com a vacunes, vectors de teràpia gènica i virus oncolítics sovint es veu limitada per l'exposició prèvia d'adenovirus en humans que condueix al desenvolupament d'anticossos neutralitzants que inactiven els adenovirus quan s'administra per via intravenosa. Evitar els anticossos neutralitzants és necessari per aconseguir infeccions múltiples i aconseguir un tractament eficaç del càncer.
Experimentació:
Durant la nostra estança als laboratoris, ens van poder mostrar alguns dels passos que han de seguir per dur a terme les seves investigacions i seguir experimentant amb el virus per obtenir resultats sobre l'efecte del virus en cada cas. Vam presenciar l’extracció de plasmidi bacterià que més tard seria el genoma del virus oncològic en forma de plasmidi. Per dur a terme aquest procediment primerament crear cultius bacterians.
A l’empresa també van avaluar la citotoxicitat dels adenovirus en línies cel·lulars de cultiu. Van manipular aquestes cèl·lules i virus a unes instal·lacions amb grau equivalent a la contenció de nivell de bioseguretat 2 (BSL2).
La nostra conclusió principal no ens porta a una afirmació contundent del tractament amb virus oncolítics, donat que actualment els resultats obtinguts esdevenen d'assajos clínics. Però el que sí que podem confirmar és que va pel bon camí d’arribar a ser-ho.
És una via interessant i prometedora, amb bons resultats en animals i prometedors en humans, però que encara ha de demostrar seguretat i eficàcia en assajos clínics amb més pacients.
En el camí que hem recorregut per arribar a aquestes conclusions hem ampliat els nostres coneixements sobre càncer, modificació genètica, virus i sobre el retinoblastoma en concret.
Objectius Conceptuals:
En l'àmbit conceptual, ens havíem plantejat com a objectius la investigació i aprenentatge sobre la nova teràpia gènica, que en aquests últims anys ha destacat per la seva innovació i resultats obtinguts. També hem volgut indagar en el procés de modificació genètic del virus i el seu funcionament. D’altra banda, per poder entendre la teràpia gènica hem volgut estudiar un cas recent de tractament de Retinoblastoma infantil a Sant Joan de Déu i com ha estat el procés de curació. Donat que el nostre interès en el camp de la medicina és gran, a escala procedimental ens ajudarà a entendre la manera d’actuació del sistema sanitari actual. A més n'ajudarà a veure la cooperació entre l’empresa privada i la pública. Durant el desenvolupament d’adquisició d’informació intentarem treballar: causes, efectes secundaris, com arriba al pacient, la inoculació...
Objectius Procedimentals:
Procedimentalment, vam començar amb algunes complicacions, ja que el nostre objectiu era posar-nos en contacte amb laboratoris i l’hospital Sant Joan de Déu per poder aconseguir la informació necessària per al nostre projecte. Però atès a la situació actual ens ha estat difícil contactar amb els centres. Finalment, hem aconseguit poder fer una estada al laboratori que va col·laborar amb l’hospital Sant Joan de Déu en el tractament contra el Retinoblastoma infantil per comprendre i especialitzar-nos més sobre la malaltia i com es desenvolupa la teràpia gènica.
Objectius Actitudinals:
Pel que fa a l'àmbit actitudinal, la motivació serà el més important, ja que serà un treball que realitzarem durant molt de temps. Per això hem escollit aquest tema, que ens motiva i agrada a totes tres. A més la cohesió de grup jugarà un fonamental paper per a obtenir el resultat desitjat. En tot moment serà de vital importància mantenir l’estil científic amb rigorositat.
Funcionament del virus i els seus components:
La hialuronidasa ha estat una tecnologia que ha actuat millorant la propagació intratumoral dels virus oncolítics, cosa que permet al virus destruir les cèl·lules tumorals amb més eficàcia. Majoritàriament, els càncers estan formats per cèl·lules tumorals i una part important del teixit acompanyant conegut com a estroma tumoral o desmoplàsia. Aquest estroma limita la disseminació de medicaments quimioterapèutics i virus oncolítics. L’expressió de la hialuronidasa (enzim) dels virus oncolítics de VCN degrada l’àcid hialurònic dins de l’estroma tumoral i millora la propagació del virus.
VCN-01 és un adenovirus oncolític de grau clínic modificat genèticament a partir d'adenovirus tipus 5 (Ad5) dissenyat per replicar-se en cèl·lules canceroses amb una via RB1-E2F alterada, com bé hem explicat. Les modificacions inclouen una supressió de 24 parells de bases en el gen de l'adenovirus E1A que impedeix la replicació viral en cèl·lules funcionals RB1 i la inserció d'un promotor E2F1 sota el gen E1A que permet el control transcripcional en cèl·lules amb alta expressió d'E2F-1 lliure.
Un component important de la matriu extracel·lular és l’àcid hialurònic, que es caracteritza per tenir una única capacitat d’aferrar i retenir les molècules d’aigua, en càncers altament agressius la quantitat d’àcid hialurònic és molt més elevada. Un enfocament terapèutic clau és l'enginyeria genètica d'un adenovirus oncòlic per expressar un enzim anomenat hialuronidasa pH20, la combinació de la destrucció directa de cèl·lules canceroses per adenovirus oncolítics que exposen a més antígens nous juntament amb la degradació de l'àcid hialurònic per pH20 faciliten l'activitat de propagació del virus dins del tumor.
L'escut d'albúmina protegeix els adenovirus dels anticossos neutralitzants preexistents quan s'entreguen de manera sistèmica. L'eficàcia dels adenovirus utilitzats com a vacunes, vectors de teràpia gènica i virus oncolítics sovint es veu limitada per l'exposició prèvia d'adenovirus en humans que condueix al desenvolupament d'anticossos neutralitzants que inactiven els adenovirus quan s'administra per via intravenosa. Evitar els anticossos neutralitzants és necessari per aconseguir infeccions múltiples i aconseguir un tractament eficaç del càncer.
Experimentació:
Durant la nostra estança als laboratoris, ens van poder mostrar alguns dels passos que han de seguir per dur a terme les seves investigacions i seguir experimentant amb el virus per obtenir resultats sobre l'efecte del virus en cada cas. Vam presenciar l’extracció de plasmidi bacterià que més tard seria el genoma del virus oncològic en forma de plasmidi. Per dur a terme aquest procediment primerament crear cultius bacterians.
A l’empresa també van avaluar la citotoxicitat dels adenovirus en línies cel·lulars de cultiu. Van manipular aquestes cèl·lules i virus a unes instal·lacions amb grau equivalent a la contenció de nivell de bioseguretat 2 (BSL2).
La nostra conclusió principal no ens porta a una afirmació contundent del tractament amb virus oncolítics, donat que actualment els resultats obtinguts esdevenen d'assajos clínics. Però el que sí que podem confirmar és que va pel bon camí d’arribar a ser-ho.
És una via interessant i prometedora, amb bons resultats en animals i prometedors en humans, però que encara ha de demostrar seguretat i eficàcia en assajos clínics amb més pacients.
En el camí que hem recorregut per arribar a aquestes conclusions hem ampliat els nostres coneixements sobre càncer, modificació genètica, virus i sobre el retinoblastoma en concret.