El virus modificado protege a las bacterias mientras elimina la resistencia a los antibióticos

El virus modificado protege a las bacterias mientras elimina la resistencia a los antibióticos

¿Es esta la cara inevitable del terrorismo?  Nadie esta realmente seguro.

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Editar la secuencia de bases en una molécula de ADN es bastante simple en un tubo de ensayo. Hasta hace poco, la edición del ADN de un organismo vivo era un desafío de enormes proporciones, más a menudo evitado que superado. Pero un sistema utilizado por las bacterias para derrotar a los virus se ha reutilizado para crear un sistema de edición de ADN versátil.

El sistema, llamado CRISPR-Cas9, toma fragmentos cortos de ARN como entrada. En cualquier lugar que localice la misma secuencia en una molécula de ADN, hace un corte. Estos cortes generalmente se repararán utilizando cualquier secuencia de ADN que coincida aproximadamente. Si los investigadores proporcionan una versión editada de la secuencia, las ediciones se incorporan al ADN cortado.

El sistema fue noticia recientemente cuando se usó para editar el ADN de embriones humanos fertilizados. Pero ha visto muchos otros usos, desde atacar infecciones por VIH hasta crear una reacción en cadena mutagénica que puede propagarse a través de poblaciones de plagas. Ahora, algunos investigadores lo han vuelto contra otra amenaza: la resistencia a los antibióticos.

No es una cosa obvia para apuntar. La edición de ADN de bacterias implica la introducción de ADN en poblaciones de células bacterianas en entornos como hospitales. La forma más conveniente de hacer esto es usar un virus. Y, si desea atacar las bacterias con un virus, también podría usar un virus que las mate, ¿verdad?

Si y no. Tener un virus asesino simplemente selecciona bacterias que pueden resistir la infección, lo que desencadena una carrera armamentista evolutiva entre los insectos y el virus. Mientras tanto, el problema de la resistencia a los antibióticos sigue siendo relevante.

Entonces, a los investigadores de la Escuela de Medicina Sackler en Tel Aviv se les ocurrió una idea inteligente: ¿por qué no crear un virus que le dé a las bacterias algo útil, pero al mismo tiempo elimine la resistencia a los antibióticos? En circunstancias normales de crecimiento, las bacterias se contagiarían fácilmente del virus porque es útil. Pero, ante un ataque de antibióticos, serían impotentes para resistirlo.

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Para crear esta construcción mágica, los investigadores recurrieron a un virus que infecta bacterias llamado λ (familiar para cualquiera que haya tomado un curso sobre regulación genética). λ tiene un modo de infección en el que se inserta en el genoma del huésped y reside allí, inactivo hasta algún momento en el futuro. λ se cambió para permanecer inactivo indefinidamente.

Para darle a esta versión de λ algo útil para las bacterias, los autores la equiparon con el sistema CRISPR-Cas9, así como con genes para apuntar a los ARN que lo dirigirían a otros virus. Ahora bien, si estos virus trataran de infectar una célula que ya contenía el λ modificado, serían cortados en pedazos. Esencialmente, estaban usando un virus para hacer que las bacterias fueran inmunes a otro virus. Las infecciones virales han disminuido en tres órdenes de magnitud.

Para que sea útil para nosotros, los investigadores agregaron un segundo conjunto de genes para apuntar a los ARN. Estos dirigieron el sistema CRISPR-Cas9 para cortar los genes de resistencia a los antibióticos. Funcionó como se esperaba: las células infectadas con λ no pudieron detectar genes de resistencia a los antibióticos y, si tenían alguno antes de la infección, se perdieron. La bacteria permaneció sensible a los antibióticos.

Entonces, en teoría, eliminar la resistencia a los antibióticos en un entorno hospitalario podría ser tan simple como rociar el virus λ modificado, junto con cualquier virus al que ofrezca resistencia. De hecho, si diseña un virus que hace varias cosas útiles para la bacteria, es posible que se propague a través de las poblaciones silvestres mediante la transferencia horizontal de genes.

Esa es la buena noticia. La mala noticia es que debería ser posible que la evolución modifique el λ en un genoma bacteriano para que conserve sus capacidades de resistencia viral, pero pierda su capacidad de eliminar la resistencia a los antibióticos. Además, λ solo infecta E. coli, y hay cepas de esta bacteria que ya son resistentes a ella. Apuntar a otros patógenos bacterianos importantes será un desafío.

Aún así, es un enfoque creativo que podría generar dividendos en algunos contextos. Y es posible que otros investigadores encuentren formas de extender el enfoque para que sea más efectivo.

PNAS2015. DOI: 10.1073/pnas.1500107112 (Acerca de los DOI).

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