Clodagh O'Shea, PhD

El problema

El cáncer es una de las principales causas de muerte en los Estados Unidos. La mayoría de los pacientes con cáncer son tratados con quimioterapias no específicas que tienen efectos secundarios devastadores y no siempre curan su enfermedad. Para conquistar una enfermedad tan compleja como el cáncer se requiere un agente terapéutico que sea tan sofisticado como la enfermedad misma. Como un enfoque, los científicos recurren a la naturaleza para encontrar formas de aprovechar y rediseñar sistemas y dispositivos biológicos para combatir enfermedades.

El enfoque

Clodagh O'Shea está a la vanguardia de las tecnologías de vanguardia para diseñar virus sintéticos y otros dispositivos genéticos que son controlados y capaces de atacar selectivamente las células cancerosas. Los virus son nanomáquinas de la naturaleza: sus capas externas les permiten ingresar a tejidos específicos de nuestro cuerpo donde expresan proteínas que secuestran los controles de crecimiento de la célula, lo que obliga a la célula a replicar y, sin saberlo, reproducir el virus al mismo tiempo. O'Shea ha revelado que muchos de los mismos controles celulares son objeto de mutaciones en el cáncer. Ella está explotando este conocimiento para rediseñar virus que actúan como misiles guiados, específicamente infectando y replicando en células tumorales. Cada vez que un virus infecta una célula cancerosa y se multiplica, el virus mata la célula haciéndola estallar para liberar miles de progenies virales, que se dirigen a otras células cancerosas. Estas terapias virales inteligentes no dañan las células normales y tienen un enorme potencial para mejorar el tratamiento de los pacientes que padecen cáncer.

Para rediseñar y programar con éxito las terapias virales sintéticas, O'Shea está descubriendo los secretos profundamente arraigados de cómo funcionan los virus, las células normales y tumorales y cómo se pueden hacer funcionar. Además, está combinando estos conocimientos fundamentales con nuevas tecnologías desarrolladas en su laboratorio que permiten ensamblar dispositivos de administración de genes virales, terapias contra el cáncer y vacunas utilizando bibliotecas de partes modulares de ADN, similar al uso de piezas LEGO® para construir una escultura o un robot. O'Shea propone seguir desarrollando estas máquinas genéticas como "drones" de diagnóstico que identifiquen los primeros rastros de cáncer; virus sintéticos que actúan como proyectiles guiados para destruir las células tumorales al mismo tiempo que previenen la resistencia terapéutica; y virus que se alojan en los tejidos dañados para promover la cicatrización de heridas y evitar infecciones.

Otro aspecto de la investigación de O'Shea es desentrañar el código estructural que determina si se puede acceder al ADN y utilizarlo en el núcleo celular. El material genómico de una célula no es una simple hélice: el ADN se enrolla alrededor de las proteínas para formar paquetes tridimensionales complejos llamados cromatina para encajar en el pequeño espacio del núcleo de una célula. Graficar y determinar la estructura de la cromatina en múltiples escalas es un paso vital para comprender cómo los virus acceden al material genético para replicarse y matar células. Con este fin, su laboratorio está desarrollando nuevas técnicas para visualizar la estructura-función del ADN en el tiempo y el espacio 3D. Estos estudios tienen el potencial de revelar el código estructural que determina si un gen está en un estado de salud "encendido" o "apagado" y cómo hacer que una célula cancerosa "recuerde" cómo volver a ser normal a través de nuevas terapias epigenéticas.