Aprovechando los poderosos avances en la edición de genes CRISPR, los científicos de la Universidad de California en San Diego han puesto su mira en una de las amenazas más formidables de la sociedad para la salud humana.
Un equipo de investigación dirigido por Andrés Valderrama en la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego y Surashree Kulkarni de la División de Ciencias Biológicas ha desarrollado un nuevo sistema de impulso de genes basado en CRISPR que aumenta dramáticamente la eficiencia de la inactivación de un gen que hace que las bacterias sean resistentes a los antibióticosEl nuevo sistema aprovecha la tecnología desarrollada por los biólogos de UC San Diego en insectos y mamíferos que sesga la herencia genética de rasgos preferidos llamados "genética activa". El nuevo sistema genético "proactivo", o Pro-AG, se detalla en un artículo publicado16 de diciembre en Comunicaciones de la naturaleza .
Las recetas generalizadas de antibióticos y el uso en la producción de alimentos para animales han llevado a una prevalencia creciente de resistencia a los antimicrobianos en el medio ambiente. La evidencia indica que estas fuentes ambientales de resistencia a los antibióticos se transmiten a los humanos y contribuyen a la crisis de salud actual asociada con el aumento dramáticoen microbios resistentes a los medicamentos. Los expertos en salud predicen que las amenazas de resistencia a los antibióticos podrían aumentar drásticamente en las próximas décadas, lo que llevaría a unos 10 millones de muertes por enfermedad resistente a los medicamentos por año para 2050 si no se controla.
El núcleo de Pro-AG presenta una modificación de la tecnología estándar de edición de genes CRISPR-Cas9 en el ADN. Trabajando con la bacteria Escherichia coli, los investigadores desarrollaron el método Pro-AG para interrumpir la función de un gen bacteriano que confiere resistencia a los antibióticos.En particular, el sistema Pro-AG aborda una cuestión espinosa en la resistencia a los antibióticos presentada en forma de plásmidos, formas circulares de ADN que pueden replicarse independientemente del genoma bacteriano. Pueden existir múltiples copias de plásmidos "amplificados" o portadores de genes resistentes a los antibióticos.existen en cada célula y presentan la capacidad de transferir resistencia a antibióticos entre bacterias, lo que resulta en un desafío desalentador para un tratamiento exitoso. Pro-AG funciona mediante un mecanismo de reparación de corte e inserción para interrumpir la actividad del gen resistente a antibióticos con al menos dosórdenes de magnitud mayor eficiencia que los métodos actuales de cortar y destruir.
Valderrama y Kulkarni, trabajando en los laboratorios de UC San Diego de los coautores del estudio, los profesores Victor Nizet y Ethan Bier, respectivamente, demostraron la efectividad de la nueva técnica en cultivos experimentales que contienen una gran cantidad de plásmidos que portan genes conocidos por conferir resistencia al antibióticoampicilina. El sistema se basa en un mecanismo de "edición" autoamplificador que aumenta su eficiencia a través de un ciclo de retroalimentación positiva. El resultado de la edición Pro-AG es la inserción de cargas genéticas adaptadas en sitios objetivo con alta precisión.
Las posibles aplicaciones en humanos incluyen tratamientos potenciales para pacientes que sufren infecciones bacterianas crónicas.
Si bien Pro-AG aún no está listo para tratar a los pacientes, "se podría implementar un sistema de entrega humana que lleve Pro-AG para tratar afecciones como fibrosis quística, infecciones urinarias crónicas, tuberculosis e infecciones asociadas con biopelículas resistentes que plantean desafíos difíciles enentornos hospitalarios ", dijo Nizet, distinguido profesor de Pediatría y Farmacia y director de la facultad de la Colaboración de UC San Diego para detener los microbios resistentes a los antibióticos CHARM.
Cuando se combina con una variedad de mecanismos de entrega existentes para propagar el sistema Pro-AG a través de poblaciones de bacterias, los científicos dicen que la tecnología también podría ser ampliamente efectiva para eliminar o "eliminar" cepas resistentes al antibiótico del medio ambiente en áreastales como alcantarillas, estanques de peces y corrales de engorde. Debido a que Pro-AG "edita" sus objetivos en lugar de destruirlos, este sistema también permite la ingeniería o la manipulación de bacterias para una amplia gama de futuras aplicaciones biotecnológicas y biomédicas que las hacen inofensivas o incluso las reclutan para realizarfunciones beneficiosas
"La naturaleza altamente eficiente y precisa de Pro-AG debería permitir una variedad de aplicaciones prácticas, incluida la diseminación de este sistema a través de poblaciones de bacterias utilizando uno de varios sistemas de administración existentes para reducir en gran medida la prevalencia de resistencia a los antibióticos en el medio ambiente"dijo Bier, un distinguido profesor de la Sección de Biología Celular y del Desarrollo y director de ciencias de la unidad UC San Diego del Instituto Tata de Genética y Sociedad TIGS.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :