Científicos utilizan edición de genes contra las infecciones

Durante décadas, si uno desarrollaba una infección en los senos paranasales o una gastroenteritis, le recetaban un antibiótico de amplio espectro que eliminaría muchos tipos de bacterias. Los medicamentos antivirales tratan a las enfermedades causadas por virus básicamente del mismo modo, al entorpecer la habilidad del patógeno para reproducirse y propagarse.

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Pero los microorganismos evolucionan rápidamente. Un creciente número de bacterias ahora son resistentes a los antibióticos. Cada año, 700 mil personas mueren en el mundo por infecciones de ese tipo y la ONU dice que la cifra podría aumentar a 10 millones para el 2050.

Los científicos están recurriendo a Crispr, la herramienta de edición de genes que ha sido usada para tareas como alterar mosquitos para que no propaguen la malaria. Ahora, los investigadores la están usando para hacer que la maquinaria de una bacteria se vuelva contra sí misma, o en contra de virus que infectan células.

“Crispr es el paso siguiente en la terapia antimicrobiana”, dijo David Edgell, biólogo en la Universidad de Ontario Occidental, en London, Ontario, Canadá, y autor principal de un estudio publicado en octubre en Nature Communications.

Crispr es una región especializada del ADN que crea lo que equivale a tijeras genéticas —enzimas que permiten que las células editen con precisión otro ADN o su molécula hermana, el ARN. (Crispr es la abreviación en inglés de “repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas”). Originalmente se descubrió en bacterias. Cuando un virus ataca, la bacteria almacena partes del genoma viral. Esto le ayuda a reconocer infecciones virales cuando vuelvan a suceder. Entonces, al usar enzimas asociadas a Crispr, puede desarmar al virus y evitar que se propague.

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Edgell y sus colegas usaron con éxito una enzima asociada a Crispr llamada Cas9 para eliminar una especie de Salmonella. Al programar a la Cas9 para que viera a la bacteria misma como enemiga, pudieron obligar a la Salmonella a hacer cortes letales a su propio genoma.

El equipo comenzó con un plásmido conjugado —un pequeño paquete de material genético que puede replicarse a sí mismo y ser transmitido de una bacteria a otra. Los científicos añadieron las instrucciones codificadas para enzimas Crispr que se enfocarían en el ADN de la Salmonella. El plásmido fue entonces insertado en la bacteria de E. coli.

Edgell razonó que la mayoría de los tipos de E. coli por lo general son parte de un microbioma intestinal sano y ya estarían presentes si una persona ingiriera Salmonella. La E. coli podría transferir el plásmido manipulado a la Salmonella, donde el sistema Crispr se activaría, para destruir a la bacteria dañina. Los investigadores observaron esto en una caja de Petri: el sistema Crispr eliminó casi toda la Salmonella, dejando a la E. coli intacta.

Desarrollar tratamientos basados en Crispr permitiría que científicos emplearan el poder de los microbios residentes del propio cuerpo humano para evitar enfermedades. Los antibióticos convencionales no distinguen entre bacterias buenas y malas, al erradicar todo de forma indiscriminada.

En un estudio publicado en octubre en Molecular Cell, científicos en el Instituto Broad, cerca de Boston, demostraron que otra enzima Crispr, la Cas13, podía ser programada para matar a tres virus ARN monocatenarios diferentes que infectan células humanas: la influenza tipo A, la coriomeningitis linfocítica y la estomatitis vesicular.

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Si los investigadores pueden diseñar tecnología Crispr para combatir tres virus humanos bastante leves, es probable que puedan modificarla para tratar también infecciones virales más mortales.

“Si un virus evoluciona y muta, podemos cambiar el sistema Crispr para que iguale lo que sea que esté haciendo el virus”, dijo Cameron Myhrvold, investigador de posdoctorado en Broad.