Solemos ver las bacterias como enemigas, pero muchas de ellas en realidad están de nuestro lado. Conscientes de ello, los investigadores de la Universidad de Texas A&M han apostado por ellas para luchar contra algunas enfermedades incurables. Según plantean en su artículo en la revista Nature Communications, las bacterias podrían ayudar a silenciar muchos de los genes responsables de ellas.

Su estudio arrojó un sofisticado sistema de silenciamiento de genes programable que usa bacterias para producir material genético capaz de suprimir ciertos rasgos. Y aunque hasta el momento solo se ha probado en un modelo de gusano, este enfoque promete servir como terapia futura para muchas enfermedades que afectan a los humanos.

Algunas enfermedades impulsadas por genes no ceden con medicamentos

Si bien el uso correcto de los medicamentos ha salvado millones de vidas a lo largo de nuestra historia, estos tienen claras limitaciones. Algunas enfermedades simplemente no ceden por este método porque detrás de ellas hay genes defectuosos que las impulsan.

Por fortuna, la ciencia ha avanzado tanto que ahora hay alternativas muy prometedoras, como las tijeras genéticas. Sin embargo, su uso formal como terapia para enfermedades aún es lejano, no solo por su complejidad e implicaciones sobre la salud, sino también por los aspectos éticos.

Pero no por ello debemos perder la esperanza. Los científicos han estado explorando la posibilidad de usar nuestras relaciones simbióticas con otros organismos como una vía para sanar enfermedades.

Como muchos saben, nuestro cuerpo alberga varias especies de bacterias que nos ayudan a mantener una buena salud. Los nuevos enfoques, que en realidad no son tan nuevos, apuntan a aprovecharlas aún más en nuestro beneficio: manipularlas para alterar la actividad de los genes defectuosos.

En un futuro, las bacterias simbióticas dentro del microbioma humano podrían usarse para silenciar los genes más problemáticos. Con base en ello, podrían incluso diseñarse estratégicamente para hacerlas capaces de detectar enfermedades, o como base para nuestros tratamientos. El nuevo estudio arroja evidencia temprana de ello.

Una bacteria que logró silenciar los genes en otro organismo

Los investigadores seleccionaron un par de bacterias-huésped que tienen una relación simbiótica. El huésped fue la especie de nematodo Caenorhabditis elegans, frecuentemente usada como modelo biológico; mientras que la bacteria fue una versión de Escherichia coli diseñada en un laboratorio. El gusano, que habita en el suelo, suele alimentarse de la bacteria.

Diseño del experimento para probar la efectividad del uso de una bacteria para silenciar los genes en un gusano.
 Ingeniería de bacterias para programar la expresión de un transgén y modificar la fisiología de C. elegans. Crédito: Nature Communications.

Ambos organismos fueron modificados para el experimento. La modificación genética de C. elegans lo hizo capaz de brillar con un verde fluorescente; la de E.coli fue la introducción de un transgén capaz de interferir en la habilidad de brillar del gusano.

Durante el experimento, usaron una sustancia química que induciría al plásmido a expresar el gen supresor de la fluorescencia verde. Luego, alimentaron al nematodo con la bacteria con el transgén a fin de observar el efecto. Y, cumpliendo con sus expectativas, los gusanos que lo consumieron dejaron de brillar, lo que demuestra que la bacteria pudo silenciar los genes responsables de ello.

Una vía potencial para lidiar con los genes defectuosos en los humanos

“El éxito continuo de las terapias basadas en microbiomas depende del desarrollo de vehículos confiables para entregar productos terapéuticos”, dijo el Dr. Qing Sun, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Química de Artie McFerrin.

Aquí, hemos utilizado bacterias para modificar la expresión genética en otro organismo, lo que es una prueba del concepto de que las bacterias que viven en simbiosis con los humanos podrían modificarse para modular la fisiología humana y tratar enfermedades”.

Este tipo de manipulaciones genéticas se han realizado de forma rutinaria en células de mamíferos y algunos microbios simples; aplicarlas en organismos multicelulares más complejos, como los humanos, sigue constituyendo un gran desafío.

Sin embargo, los hallazgos de este estudio muestran que no es imposible, aunque aún falta mucho camino por recorrer. De hecho, este sistema de silenciamiento de genes basado en bacterias no solo podría funcionar como terapia para humanos; también podría extenderse para el control de plagas, la promoción del crecimiento de las plantas y el diagnósticos de enfermedades en animales.

Referencia:

Programming gene expression in multicellular organisms for physiology modulation through engineered bacteria. https://www.nature.com/articles/s41467-021-22894-7

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