Una estrategia de alteración genética desarrollada por investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder obstaculiza eficazmente la evolución de bacterias resistentes a los antibióticos como E. coli , dando a los científicos una ventaja crucial en la batalla en curso contra las superbacterias mortales.
Estos patógenos resistentes a múltiples fármacos, que se adaptan a los antibióticos actuales más rápido de lo que se pueden crear nuevos, infectan a casi 2 millones de personas y causan al menos 23.000 muertes al año en los EE. UU., Según datos de los Centros para el Control de Enfermedades.
En un esfuerzo por desarrollar una solución sustentable a largo plazo, los investigadores de CU Boulder crearon el enfoque de Obstáculos Controlados de Adaptación de Organismos CHAOS, que utiliza técnicas de edición de ADN CRISPR para modificar múltiples expresiones de genes dentro de las células bacterianas, atrofiando la central del patógenoprocesos y frustrar su capacidad para desarrollar defensas.
"Ahora tenemos una manera de cortar las vías evolutivas de algunos de los errores más desagradables y potencialmente evitar que surjan errores futuros", dijo Peter Otoupal, autor principal del estudio e investigador doctoral en el Departamento de Química de CU Boulder.e Ingeniería Biológica CHBE.
La investigación CHAOS es la culminación del trabajo que comenzó en 2013, cuando Otoupal y sus colegas comenzaron a buscar genes que pudieran actuar como un interruptor de muerte celular para E. coli . Cuando los científicos modificaron un gen a la vez, las bacterias pudieron adaptarse y sobrevivir. Pero cuando alteraron dos o más genes a la vez, la célula se debilitó.
"Vimos que cuando modificamos múltiples expresiones genéticas al mismo tiempo, incluso genes que aparentemente ayudarían a sobrevivir a las bacterias, la aptitud de las bacterias disminuyó drásticamente", dijo Otoupal.
El método CHAOS aprovecha este efecto, tirando de múltiples palancas genéticas para generar estrés en la célula bacteriana y eventualmente desencadenar una falla en cascada, dejando al insecto más vulnerable a los tratamientos actuales. La técnica no altera el ADN del insecto en sí mismo., solo la expresión de genes individuales, similar a la forma en que un mensaje codificado se vuelve inútil sin el descifrado adecuado.
"Se puede pensar en términos de una serie de molestias crecientes en la célula que eventualmente hacen que se debilite", dijo Anushree Chatterjee, autor principal del estudio y profesor asistente en CHBE. "Este método ofrece un tremendo potencial paracrear enfoques combinatorios más efectivos ".
aunque E. coli tiene casi 4.000 genes individuales, la secuencia de modificación genética exacta parece importar menos que la gran cantidad de genes que están alterados, dijo Otoupal. Aún así, los investigadores planean continuar optimizando el método CHAOS para buscar las alteraciones más eficientes.
Los hallazgos se describen hoy en la revista Nature Biología de las comunicaciones y podría abrir nuevas vías de investigación sobre cómo restringir mejor la resistencia a los antibióticos de un patógeno.
"Las enfermedades son muy dinámicas, por lo que debemos diseñar terapias más inteligentes que puedan controlar sus tasas de adaptación rápidas", dijo Chatterjee. "El énfasis en nuestro laboratorio es demostrar la eficacia de estos métodos y luego encontrar formas de traducir la tecnologíaa los entornos clínicos modernos. "
"En el pasado, nadie consideró realmente que podría ser posible ralentizar la evolución", dijo Otoupal. "Pero como todo lo demás, la evolución tiene reglas y estamos empezando a aprender a usarlas en nuestro beneficio".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Colorado en Boulder . Original escrito por Trent Knoss. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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