{"id":5799,"date":"2017-06-01T12:10:39","date_gmt":"2017-06-01T18:10:39","guid":{"rendered":"http:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/?p=5799"},"modified":"2017-06-01T12:10:39","modified_gmt":"2017-06-01T18:10:39","slug":"disenan-bacterias-para-mejorar-el-diagnostico-de-enfermedades-cronicas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/ciencia\/disenan-bacterias-para-mejorar-el-diagnostico-de-enfermedades-cronicas\/","title":{"rendered":"Dise\u00f1an bacterias para mejorar el diagn\u00f3stico de enfermedades cr\u00f3nicas"},"content":{"rendered":"

Los cient\u00edficos explotan la capacidad natural de los microorganismos para detectar y responder a los est\u00edmulos relacionados con el medio ambiente y la enfermedad y la facilidad de dise\u00f1ar nuevas funciones en ellos. Esto es particularmente beneficioso en enfermedades inflamatorias cr\u00f3nicas como la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) que sigue siendo dif\u00edcil de controlar de forma no invasiva.<\/p>\n

Se sabe que el microbioma –las colecciones de microorganismos presentes en el cuerpo– afecta a la salud humana y la enfermedad y los investigadores est\u00e1n pensando en nuevas formas de utilizarlo como diagn\u00f3stico y terap\u00e9utica de nueva generaci\u00f3n. Hoy en d\u00eda, ya se est\u00e1n utilizando las bacterias del microbioma normal en su forma modificada o atenuada en los probi\u00f3ticos y la terapia del c\u00e1ncer.<\/p>\n

Sin embargo, existen varios desaf\u00edos asociados con el desarrollo de diagn\u00f3sticos y terapias vivas, incluyendo la generaci\u00f3n de sensores fuertes que no se bloqueen y sean capaces de monitorear a largo plazo las biomol\u00e9culas. Con el fin de utilizar las bacterias del microbioma como sensores biomarcadores, su genoma necesita modificarse con circuitos gen\u00e9ticos sint\u00e9ticos, o un conjunto de genes que trabajan juntos para lograr una funci\u00f3n sensorial o de respuesta.<\/p>\n

Algunas de estas alteraciones gen\u00e9ticas pueden debilitar o romper los circuitos de se\u00f1alizaci\u00f3n normales y ser t\u00f3xicas para estas bacterias. Incluso, en los casos en que los microbios probi\u00f3ticos toleran los cambios, las c\u00e9lulas manipuladas pueden tener retrasos de crecimiento y ser superadas por otros componentes del microbioma. Como resultado, las bacterias probi\u00f3ticas y los microbios terap\u00e9uticos manipulados se eliminan r\u00e1pidamente del cuerpo, lo que los hace inadecuados para monitorizar a largo plazo y modular el ambiente tisular del organismo.<\/p>\n

Un equipo del Instituto Wyss de Ingenier\u00eda Biol\u00f3gicamente Inspirada de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, dirigido por Pamela Silver, dise\u00f1\u00f3 un poderoso sensor bacteriano con un circuito gen\u00e9tico estable en una cepa bacteriana colonizadora que puede registrar la inflamaci\u00f3n intestinal durante seis meses en ratones, seg\u00fan se informa en un art\u00edculo sobre el trabajo que se publica en ‘Nature Biotechnology’.<\/p>\n

Silver, profesora del Instituto Wyss y profesora de Bioqu\u00edmica y Biolog\u00eda de Sistemas en la Escuela de Medicina de Harvard, pens\u00f3 en el intestino como una primera aplicaci\u00f3n para este sistema debido a su inaccesibilidad por medios no invasivos y su susceptibilidad a la inflamaci\u00f3n en pacientes que sufren de enfermedades cr\u00f3nicas como la EII.<\/p>\n

“Pensamos en el intestino como una caja negra donde es dif\u00edcil ver, pero podemos usar las bacterias para iluminar estos lugares oscuros. Hay un gran inter\u00e9s de los pacientes y los m\u00e9dicos que nos lleva a construir sensores para biomarcadores de las enfermedades intestinales como la EII y el c\u00e1ncer de colon –se\u00f1ala Silver–. Creemos que nuestro trabajo abre posibilidades enormes que pueden aprovechar la flexibilidad y modularidad de nuestra herramienta de diagn\u00f3stico y ampliar el uso de organismos dise\u00f1ados para una amplia variedad de aplicaciones”.<\/p>\n

UN M\u00d3DULO DE MEMORIA DETECTA MOL\u00c9CULAS DURANTE MUCHO TIEMPO<\/h2>\n
La clave de este trabajo es la introducci\u00f3n de un m\u00f3dulo de memoria en el circuito que es capaz de detectar una mol\u00e9cula de inter\u00e9s y responder a esta exposici\u00f3n mucho tiempo despu\u00e9s de que el est\u00edmulo se haya ido. Como las bacterias se pueden eliminar r\u00e1pidamente del tracto intestinal, el equipo utiliz\u00f3 una cepa de bacterias que es parte del microbioma de los ratones y la dise\u00f1\u00f3 para contener los elementos sensoriales y de memoria capaces de detectar tetrati\u00f3nato.<\/p>\n
Tetrati\u00f3nato es una mol\u00e9cula metab\u00f3lica transitoria producida en el intestino del rat\u00f3n inflamado como resultado de la infecci\u00f3n con bacterias pat\u00f3genas como ‘Salmonella typhimurium’ y ‘Yersinia enterocolitica’ o defectos gen\u00e9ticos que afectan a la inflamaci\u00f3n.<\/p>\n
El circuito gen\u00e9tico sint\u00e9tico dise\u00f1ado por el equipo de Wyss contiene un “elemento desencadenante” que se adopta desde el sistema natural que reconoce espec\u00edficamente el biomarcador (en este caso tetriati\u00f3nato) en las c\u00e9lulas, o que puede desarrollarse utilizando aproximaciones sint\u00e9ticas cuando no existe un sensor anterior.<\/p>\n
El segundo elemento en el circuito es el “elemento de memoria” que se asemeja a un conmutador y se ha adaptado de un virus que ataca a las bacterias. Consiste en dos genes (A y B para simplificar) que se regulan entre s\u00ed dependiendo de si el est\u00edmulo est\u00e1 presente.<\/p>\n
En el sensor de tetrati\u00f3nato, el producto del gen A bloquea la expresi\u00f3n del gen B cuando el tetrati\u00f3nato est\u00e1 ausente. Cuando se produce el tetrati\u00f3nato durante la inflamaci\u00f3n y es detectado por el elemento desencadenante, los niveles de A disminuyen y el gen B es inducido y comienza a interrumpir la expresi\u00f3n del gen A. La expresi\u00f3n del gen B tambi\u00e9n est\u00e1 acoplada a un gen indicador que convierte las bacterias de incoloras a azules solamente cuando han activado el elemento de memoria.<\/p>\n
Despu\u00e9s de verificar la funcionalidad del sensor en un cultivo l\u00edquido de bacterias, David Riglar, primer autor del estudio, pudo demostrar que hab\u00eda detectado tetrati\u00f3nato en un modelo de rat\u00f3n de inflamaci\u00f3n intestinal causada por la infecci\u00f3n con ‘S. Typhimurium’ hasta seis meses despu\u00e9s de la administraci\u00f3n de las bacterias probi\u00f3ticas que contienen el sensor.<\/p>\n
A trav\u00e9s de un simple an\u00e1lisis de la materia fecal, se confirm\u00f3 que el estado de memoria del circuito sint\u00e9tico estaba encendido y su ADN inalterado y estable. “Nuestro enfoque consiste en utilizar la capacidad de detecci\u00f3n de bacterias para monitorear el medio ambiente en tejidos o \u00f3rganos poco saludables. Al agregar circuitos g\u00e9nicos que retengan recuerdos, visualizamos dar a los seres humanos probi\u00f3ticos que registren la progresi\u00f3n de la enfermedad mediante una prueba fecal simple y no invasiva”, dice Riglar.<\/p>\n
El equipo de Silver planea extender este trabajo a detectar la inflamaci\u00f3n en el intestino humano y tambi\u00e9n a desarrollar nuevos sensores que detecten signos de una variedad de otras enfermedades.<\/p>\n
Fuente:<\/strong> Innovaticias<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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