Assessment of High-Throughput Screening (HTS) Methods for High-Consequence Pathogens

Evaluación de métodos de detección de alto rendimiento (HTS) para patógenos de alta consecuencia

Actualmente, no existen medicamentos o terapias antivirales aprobados por la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) para muchos de los patógenos de nivel de bioseguridad tres (BSL-3) y cuatro (BSL-4). Muchos de estos patógenos de alta consecuencia, incluido el virus de la encefalitis equina venezolana (VEEV), el virus del Ébola (EBOV), el virus de Marburg (MARV) y el virus de Lassa (LASV), se clasifican como agentes de biotratamiento y el desarrollo de tratamientos terapéuticos para estas enfermedades. Es un área importante de investigación. En los últimos años, los ensayos de detección de alto rendimiento (HTS) se han convertido en una herramienta eficaz y robusta utilizada para el descubrimiento de fármacos y terapéuticos. Existen varios tipos de métodos HTS disponibles, que incluyen la detección selectiva, la detección de diversidad y alto contenido y la interferencia de ARN (ARNi). Estas pantallas se han utilizado eficazmente con una serie de patógenos BSL-2, pero presentan desafíos únicos para los patógenos BSL-3/4 debido al requisito de instalaciones de biocontención de nivel superior, así como a los requisitos de biosureza. Abordar y superar estos desafíos es esencial para la adaptación adecuada de HTS en instalaciones de biocontención superiores. En este artículo, discutiremos las ventajas y desventajas de cada uno de los métodos HTS mencionados anteriormente en el contexto de la contención BSL-3/4.

Introducción

El desarrollo de antivirales, antibacterianos y otros fármacos terapéuticos ha sido el centro de la investigación científica y médica durante décadas, en particular con la aparición de patógenos resistentes a muchos antibióticos de amplio espectro. Además de la aparición de patógenos resistentes a los medicamentos, también hay una serie de patógenos que actualmente no tienen ningún tipo de terapia disponible. Hasta hace poco, el enfoque más común para el descubrimiento de medicamentos ha sido el enfoque de la "patología", o "diseño racional de medicamentos", que requiere la comprensión de la patogénesis de la enfermedad, y luego utilizar esa comprensión para encontrar un medicamento o inhibidor que bloquee o inhiba específicamente una etapa determinada del ciclo de vida del patógeno. Un buen ejemplo de este enfoque es el uso del compuesto azidotimidina (AZT) como tratamiento para el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Durante la infección por el VIH, el virus debe realizar una transcripción inversa de su genoma de ARN en una copia de ADNc para integrar con éxito su genoma en el cromosoma anfitrión. El AZT, que se desarrolló originalmente para atacar la transcripción inversa de los retrovirus aviares que pueden causar cáncer, se ha utilizado con éxito para inhibir la transcripción inversa del VIH [1]. Muchos virus de ARN y algunas bacterias a menudo pueden desarrollar resistencia a los medicamentos o a la terapéutica debido a la mutación y la divergencia, ya sea por falta de corrección de la ARN polimerasa o por error genético. En algunos casos, los medicamentos existentes pueden modificarse estructuralmente para superar la resistencia de los patógenos. Por ejemplo, la clase de antibióticos macrólidos, utilizados para tratar las infecciones bacterianas Gram positivas, se modifica estructuralmente constantemente añadiendo o cambiando cadenas laterales para producir nuevos fármacos a los que estos patógenos no tienen resistencia [2].