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» » Bacterias suicidas para combatir las infecciones

Igual que cualquier buena unidad militar, las bacterias infecciosas tienen acceso a numerosas armas y sistemas eficientes de comunicación. Pero al igual que los soldados en el campo, también son susceptibles de ataques suicidas. Los investigadores han usado las herramientas de la biología sintética para crear una célula de Escherichia coli que puede infiltrarse en bacterias extrañas y explotar, matando al agente patógeno a la vez que se destruye ella misma.

Tácticas de guerrilla. Los biólogos han creado sintéticamente una E. coli (izquierda) que explota, matando al patógeno P. aeruginosa (derecha). Crédito: CDC

El proyecto, dice Chueh Loo Poh, bioingeniero de la Universidad Tecnológica Nanyang en Singapur, fue "inspirado por la naturaleza", en particular por la detección de quórum, la capacidad de algunas bacterias para detectar la cantidad de microorganismos, ya sea de su misma especie o de otras, en su entorno . Cuando la especie patógena Pseudomonas aeruginosa siente que otra especie está acaparando su espacio y sus nutrientes, se comunican con los demás miembros de su propia especie mediante señales químicas, y colectivamente comienzan a liberar una toxina bacteriana, llamada pyocin, que mata la competencia. Estas capacidades de comunicación y defensa, permite que la P. aeruginosa pueda formar prietas capas llamadas biopelículas, capaces de provocar infecciones en el tracto respiratorio de los humanos, además de ser especialmente peligrosas para los pacientes con fibrosis quística.

Poh, y el ingeniero químico Matthew Wook Chang, también de la Universidad Tecnológica de Nanyang, decidió invertir el sistema de la P. aeruginosa y volver sus armas contra sí misma, utilizando a la E. coli como portadora. Los investigadores modificaron los genes que permiten a la P. aeruginosa detectar a los otros miembros de su especie e insertaron este código genético sintético en el genoma de la E. coli. También le aportaron a la E. coli un gen capaz de hacer una pyocin modificada que resultara tóxica para la P. aeruginosa. Al vincular el gen pyocin a la detección de genes, los investigadores se aseguraron que cuando la E. coli detectara a la P. aeruginosa en la vecindad, soltara grandes cantidades de pyocin y se convirtiera en una bomba de tiempo biológica.

Para hacer esto, los investigadores le aportaron a la E. coli un último componente sintético: un "gen suicida", que se activa una vez que el pyocin ha tenido tiempo para generarse, y haciendo que las células estallen para abrirse y liberen su toxina. Cuando lo probaron en un plato con P. aeruginosa, la kamikaze fue capaz de matar al 99% de las células de P. aeruginosa, según informaron los investigadores en Biología Molecular Systems.

Justin Gallivan, biólogo de la Universidad Emory en Atlanta, dijo que el estudio "ilustra muy bien" cómo las bacterias sintéticas puede realizar tareas complejas. Pero le preocupa que no pudieran terminar su trabajo, ya que el 1% de las bacterias infecciosas lograron mantenerse después del tratamiento, incluso cuando los investigadores colocaron cuatro veces más E. coli que P. aeruginosa en la mezcla.

El sistema también debiera de someterse a mucha comprobación  antes de poder ser considerado apto para su uso en humanos y, tal vez, sustituir la E. coli con otro sistema de entrega, señalaba Richard Kitney, biólogo del Imperial College de Londres. "La exposición de la gente a la E. coli no es aconsejable", añade, ya que esta bacteria es tóxica fuera del intestino. El equipo también tendría que demostrar que la pyocin es eficaz matando a la P. aeruginosa cuando ya ha formado su biopelícula.

Por su parte, Chang y Poh, planean poner a prueba la bacteria kamikaze en ratones infectados con la P. aeruginosa. No está claro aún, si la pyocin es perjudicial para los mamíferos, aunque otras toxinas bacterianas naturales que están aprobados para su uso como conservantes de alimentos. También esperan retocar el sistema de síntesis para que pueda detectar y responder a las moléculas de señalización liberadas por otras especies de bacterias patógenas, como pueden ser las responsables del cólera.


  • Referencia: ScienceNow.org, 16 de agosto de 2011
  • Imagen: Tácticas de guerrilla. Los biólogos han creado sintéticamente una E. coli (izquierda) que explota, matando al patógeno P. aeruginosa (derecha). Crédito: CDC .

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Editor del blog Pedro Donaire

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