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Bette Korber

Bette Tina Marie Korber es una bióloga computacional estadounidense que se centra en la biología molecular y la genética de poblaciones del virus del VIH que causa la infección ...

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Bette Tina Marie Korber es una bióloga computacional estadounidense que se centra en la biología molecular y la genética de poblaciones del virus del VIH que causa la infección y, finalmente, el SIDA . Ha contribuido significativamente a los esfuerzos para obtener una vacuna eficaz contra el VIH . [ 1 ] Creó una base de datos en el Laboratorio Nacional de Los Alamos que le ha permitido diseñar nuevas vacunas mosaico contra el VIH, una de las cuales se encuentra actualmente en fase de ensayos clínicos en humanos en África. [ 2 ] La base de datos contiene miles de secuencias del genoma del VIH y datos relacionados. [ 2 ]

Korber es científica en biología teórica y biofísica [ 1 ] en el Laboratorio Nacional de Los Alamos. Ha recibido el Premio Ernest Orlando Lawrence , el máximo galardón del Departamento de Energía por logros científicos. [ 3 ] También ha recibido otros premios, como el Premio Elizabeth Glaser por su investigación sobre el SIDA pediátrico [ 4 ] y el Premio Richard Feynman a la Innovación. [ 5 ]

Primeros años y educación

Bette Korber creció en el sur de California . Obtuvo su licenciatura en química en 1981 de la Universidad Estatal de California, Long Beach , donde su padre era profesor de sociología, su madre se graduó en enfermería y su hermana en periodismo. [ 4 ] De 1981 a 1988, estuvo en el programa de posgrado del Instituto Tecnológico de California (Caltech), donde trabajó con Iwona Stroynowski en el laboratorio de Leroy Hood , [ 4 ] recibiendo su doctorado en química en 1988. [ 4 ] Su trabajo se centró en la regulación de la expresión de los genes del complejo mayor de histocompatibilidad tipo 1, que producen proteínas de la superficie celular que participan en el rechazo de trasplantes de tejido, por el interferón inducido por infecciones virales. [ 6 ] [ 7 ]

Luego se convirtió en becaria postdoctoral con Myron Essex , trabajando en la epidemiología molecular del virus del VIH/SIDA y el HTLV-1 , el virus de la leucemia humana, en la Escuela de Salud Pública de Harvard hasta 1990. [ 8 ] Allí, Korber utilizó la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para mostrar versiones completas y delecionadas de genomas virales en células leucémicas . [ 9 ] Su trabajo sobre estos genomas virales parciales y completos fue influyente y ampliamente citado. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Se convirtió en miembro visitante del profesorado del Instituto Santa Fe en 1991, permaneciendo en ese puesto hasta 2011. [ 4 ]

Investigación

Liberación del VIH desde la célula infectada

Korber lleva a cabo su investigación en el Laboratorio Nacional de Los Alamos, donde comenzó en 1990. [ 4 ] Su enfoque consiste en aplicar la biología computacional al diseño de una vacuna contra el virus del VIH/SIDA. [ 13 ] Su interés por el VIH surgió cuando un amigo cercano suyo y de su prometido en Caltech contrajo uno de los primeros casos de SIDA en Pasadena, California . [ 2 ] Dijo: «Aprendimos mucho sobre el VIH mientras él estaba enfermo. Pero no había tratamiento para él y murió en 1991. Cuando me gradué de mi programa de doctorado, decidí que quería trabajar en el VIH». [ 13 ] Varios años después, al recordar este suceso, describió sus efectos: « Odio el VIH... Perdí a un par de amigos por su culpa. El VIH mata de maneras horribles. Pienso en lo que la epidemia le ha hecho a África y eso me motiva». [ 13 ]

base de datos del VIH

Árbol filogenético que muestra el VIH comparado con el SIV.

Korber supervisa el Proyecto de Análisis y Base de Datos del VIH en Los Alamos. [ 13 ] Ella y su equipo han creado una base de datos global del VIH con más de 840 000 secuencias de publicaciones del genoma viral. [ 5 ] Además, la base de datos se centra en las pequeñas regiones (llamadas epítopos ) dentro del virus que pueden ser reconocidas por anticuerpos , y evalúa la evidencia de la fuerza de cada epítopo para provocar respuestas inmunitarias. También hay datos sobre los perfiles inmunológicos de individuos resistentes al VIH. [ 13 ] Korber y muchos otros investigadores han aplicado los datos para diseñar posibles tratamientos y vacunas contra el VIH. [ 5 ] Su trabajo ha dado como resultado el diseño de vacunas que actualmente se están probando en ensayos clínicos. [ 4 ] [ 5 ]

diseño de la vacuna contra el VIH

Crear una vacuna contra el VIH ha sido un desafío porque el virus muta rápidamente, creando múltiples variantes que pueden no ser reconocidas por los componentes del sistema inmunitario específicos del virus infeccioso original. [ 2 ] La región más variable es la superficie del virus, pero también hay cierta variación de las proteínas internas involucradas en la replicación viral, que pueden ser atacadas por el sistema inmunitario celular o las respuestas de las células T. [ 14 ] Un enfoque reciente que Korber y colaboradores han adoptado es el diseño de antígenos mosaico . [ 2 ] Korber desarrolló una novedosa vacuna mosaico contra el VIH que puede ralentizar o prevenir la infección por VIH; esta se encuentra actualmente en ensayos clínicos en humanos en África. [ 2 ] El objetivo de la vacuna de antígeno mosaico es proteger a la persona vacunada contra la gran variedad de variantes del VIH que se encuentran. [ 2 ]

Dado que las proteínas del VIH varían tanto, las proteínas de prueba mosaico están diseñadas para representar las formas más comunes del virus VIH-1 que pueden ser reconocidas por anticuerpos o respuestas inmunitarias celulares (epítopos). [ 15 ] En 2009, Korber describió el proceso: "Creo una especie de pequeñas proteínas Frankenstein que se ven y se sienten como proteínas del VIH, pero que no existen en la naturaleza". [ 16 ]

Varias de las principales variaciones se incluyen en cada molécula de proteína, produciendo así un antígeno proteico variante que probablemente no existe en la población de virus salvajes, pero que debería reaccionar de forma cruzada con variantes que sí existen. [ 15 ] Korber ha adoptado dos enfoques diferentes para diseñar dichos antígenos. Su grupo ha desarrollado un algoritmo informático para elegir epítopos que se combinen en una molécula mosaico para los antígenos mosaico. [ 17 ] En 2009, describió una proteína mosaico diseñada de esta manera: "La gente no sabía si se plegaría correctamente, si sería antigénica o si tendría los mismos sitios que reconocen las células T asesinas". Descubrieron que los antígenos recién diseñados se plegaban correctamente y actuaban como un antígeno fuerte, y eran reconocidos por las células T citotóxicas (células asesinas). [ 16 ] Además, Korber y sus colaboradores han desarrollado un análisis gráfico llamado Epigraph que puede generar antígenos prometedores con una mezcla de epítopos. [ 17 ] Korber explica que el enfoque de diseñar una proteína mediante computadora, combinando fragmentos de proteínas conocidas que provocan respuestas inmunitarias, nunca se había intentado. Dice: "Incluso después de que funcionó, fue difícil convencer a la gente de que esta novedad podría ser una vacuna porque no se había hecho antes". [ 2 ]

En colaboración con Dan Barouch , profesor de la Facultad de Medicina de Harvard , algunos de estos antígenos se han probado en monos como posibles vacunas. Con una serie de pruebas, Barouch verificó varias formas posibles de administrar los genes del virus y eligió usar el virus del resfriado común como vehículo. [ 2 ] La vacuna mosaico probada ralentizó de manera rutinaria la infección de los monos con el Virus de la Inmunodeficiencia Símica (VIS), estrechamente relacionado, y para el 66 por ciento de los monos expuestos varias veces, no se produjo ninguna infección. [ 2 ] Luego, en colaboración con los Institutos Nacionales de Salud , Janssen Pharmaceutical Companies (una división de Johnson & Johnson ) y la Fundación Bill y Melinda Gates , los investigadores probaron una vacuna mosaico para evaluar su seguridad en sujetos humanos; también superó esa prueba. [ 2 ] En 2017, el grupo de colaboradores anunció una prueba de eficacia en humanos con esa misma preparación de proteína mosaico, vacunando a 2600 mujeres en África subsahariana , quienes serán examinadas durante varios años para mostrar cuán eficientemente, si es que lo hace, el virus interfiere con la infección. [ 2 ] Korber advirtió que la efectividad de esta estrategia en monos no garantiza que una vacuna humana funcione. [ 2 ]

En reconocimiento a su investigación, Korber recibió el Premio Feynman a la Innovación 2018, siendo la primera mujer en el Laboratorio Nacional de Los Alamos en recibirlo. [ 18 ] Recordó que en Caltech, cuando había pocas mujeres, tomó una clase con el físico Richard Feynman y entabló amistad con él. Dijo: «En una época en la que la amabilidad parecía escasa, aprecié mucho su generosidad y su aliento. Creo que le habría complacido este premio». [ 5 ]

Datación del virus VIH-1

En la historia del virus VIH/SIDA con respecto a cuándo y dónde se originó el VIH, Edward Hooper había postulado en un libro superventas llamado The River: A Journey to the Source of HIV and AIDS en 1999 [ 19 ] que el VIH pudo haber saltado de chimpancés a humanos debido a una contaminación accidental por SIV de chimpancé de la vacuna oral contra la polio (CHAT) utilizada en África en la década de 1950. [ 20 ] Korber y sus colegas emplearon los datos genómicos de la base de datos del Laboratorio Nacional de Los Alamos para calcular cuándo comenzó la evolución de la secuencia del VIH , utilizando un modelo de evolución basado en la tasa de mutación de las cepas del VIH y asumiendo que esa variable era la misma en todas las ramas del árbol evolutivo. En 2000 publicaron una estimación de aproximadamente 1930 para el origen del virus de la inmunodeficiencia humana. [ 21 ] Su investigación fue ampliamente difundida por establecer una nueva fecha para el origen del virus humano, desacreditar la teoría del poliovirus oral y, por lo tanto, refutar las preocupaciones sobre el uso de la vacuna oral contra la polio ( VPO ). [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] Estos dos conceptos sobre el origen de este virus, además de otras teorías relacionadas, continuaron compitiendo por la credibilidad científica. [ 20 ] [ 21 ] [ 27 ]

En 2008, Worobey y colaboradores utilizaron un enfoque de modelado computacional similar al de Korber, pero con un modelo evolutivo relajado y dos muestras más antiguas, recolectadas antes que cualquier genoma incluido en el estudio de Korber, y encontraron una fecha de origen para el VIH de aproximadamente 1900. [ 28 ]

COVID-19

A medida que se desarrollaba la pandemia de COVID-19 , Korber y sus colegas de Los Alamos idearon estrategias computacionales que buscan cambios evolutivos en los genes que codifican las proteínas Spike que adornan el coronavirus SARS-CoV-2 y le dan su apariencia de corona. [ 29 ] Sus estrategias pueden examinar millones de genomas globales almacenados por GISAID , y señalan mutaciones que difieren de la secuencia original de Wuhan en al menos una cantidad mínima especificada. [ 30 ] Utilizando esta estrategia, ella y sus colegas identificaron una mutación particular de Spike, ácido aspártico (Asp) a glicina (Gly) en la posición 614 (D614G), que estaba ganando prevalencia en todo el mundo desde febrero de 2020. [ 31 ] Este hallazgo, que fue controvertido al principio, [ 32 ] fue validado por otros grupos que demostraron que la mutación D614G mejoraba la eficiencia de replicación y transmisión del SARS-CoV-2, [ 33 ] y esta mutación, a partir de junio de 2020, se ha convertido en parte de todas las cepas de SARS-CoV-2 prevalentes a nivel mundial. Al 28 de septiembre de 2021, ella y su grupo continúan analizando datos de GISAID para nuevas variantes, [ 34 ] [ 29 ] y continúa siendo un miembro activo del Grupo de Trabajo TRACE de los NIH, [ 35 ] cuyo objetivo es "proporcionar inteligencia procesable sobre variantes de SARS-CoV-2 a través de la vigilancia genómica, el intercambio y la curación de datos , y evaluaciones in vitro estandarizadas de terapias contra nuevas cepas".

Vida personal

Korber se casó con James Theiler en 1988. [ 13 ] Tienen dos hijos. [ 13 ]

Preocupada por el impacto del SIDA en las personas con escasos recursos económicos, Korber donó 50 000 dólares de su Premio EO Lawrence para ayudar a establecer, junto con familiares y amigos, un orfanato para niños con SIDA en Sudáfrica , a través de Nurturing Orphans of AIDS for Humanity (NOAH). [ 13 ] Se unió a la Junta Directiva de NOAH. [ 36 ] También contribuyó a la distribución de Earth Boxes, huertos portátiles que no requieren mantenimiento, a orfanatos, clínicas y escuelas en África. [ 13 ]

Premios y distinciones

  • 2021: Medalla de Los Alamos, por cambiar el rumbo de la ciencia [ 37 ]
  • 2019: Inventor del año, Battelle, 2019, Premio entregado en Columbus, Ohio [ 38 ]
  • 2018: Científico del año de la revista R&D [ 39 ]
  • 2018: Premio Richard Feynman a la Innovación [ 5 ]
  • 2014: Seleccionado entre las 100 mentes más influyentes de la década de Thomson Reuters Corporation [ 40 ]
  • 2004: Premio Ernest Orlando Lawrence [ 3 ]
  • 2002: Becario del Laboratorio Nacional de Los Alamos [ 41 ]
  • 2001: Alumna distinguida de CSULB [ 4 ]
  • 1997: Elizabeth Glaser, científica, por su trabajo sobre el SIDA pediátrico, presentado por Hillary Clinton [ 4 ]

Otros trabajos

En 2019, Korber dirigió una serie de conferencias llamadas Fronteras en la Ciencia que se centraron en su trabajo de diseño de una vacuna contra el VIH. [ 42 ]

Publicaciones seleccionadas

  • Korber, Bette; Fischer, Will M.; Gnanakaran, Sandrasegaram; Yoon, Hyejin; Theiler, James; Abfalterer, Werner; Hengartner, Nick; Giorgi, Elena E.; Bhattacharya, Tanmoy; Foley, Brian; Hastie, Kathryn M. (2020-08-20). "Seguimiento de los cambios en la espícula del SARS-CoV-2: evidencia de que D614G aumenta la infectividad del virus COVID-19" . Cell . 182 ( 4): 812–827.e19. doi : 10.1016/j.cell.2020.06.043 . ISSN 0092-8674 . PMC 7332439. PMID 32697968 .   
  • Fischer, voluntad; Giorgi, Elena E.; Chakraborty, Srirupa; Nguyen, Kien; Bhattacharya, Tanmoy; Theiler, James; Goloboff, Pablo A.; Yoon, Hyejin; Abfalterer, Werner; Foley, Brian T.; Tegally, Houriiyah (14 de julio de 2021). "VIH-1 y SARS-CoV-2: patrones en la evolución de dos patógenos pandémicos" . Célula huésped y microbio . 29 (7): 1093– 1110. doi : 10.1016/j.chom.2021.05.012 . ISSN 1931-3128 . PMC 8173590 . PMID 34242582 .   
  • Shen, Xiaoying; Tang, Haili; McDanal, Charlene; Wagh, Kshitij; Fischer, William; Theiler, James; Yoon, Hyejin; Li, Dapeng; Haynes, Barton F.; Sanders, Kevin O.; Gnanakaran, Sandrasegaram (2021-04-14). "La variante B.1.1.7 del SARS-CoV-2 es susceptible a los anticuerpos neutralizantes generados por las vacunas ancestrales de la proteína espiga" . Cell Host & Microbe . 29 (4): 529–539.e3. doi : 10.1016/j.chom.2021.03.002 . ISSN 1931-3128 . PMC 7934674. PMID 33705729 .   
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Referencias

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