Investigadores estadounidenses utilizaron la técnica de edición genética CRISPR-Cas9 para modificar varios genes simultáneamente, disminuyendo la capacidad de la bacteria E.coli para adaptarse y desarrollar resistencia a los antibióticos.
Durante los últimos años, la aparición de cada vez más casos de bacterias resistentes a antibióticos ha convertido a este fenómeno en una gran preocupación para la salud pública de todo el mundo.
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Por eso, muchos científicos centran sus estudios en la búsqueda de una solución, ya sea a través del desarrollo de nuevas sustancias bactericidas o de la implementación de técnicas capaces de volver a las bacterias de nuevo sensibles a los antibióticos convencionales.
Este último es el caso de un equipo de investigadores de la Universidad de Colorado Boulder, cuyos resultados fueron publicados en Nature Communications Biology.
Varios genes modificados a la vez
El trabajo de estos científicos comenzó en el año 2013, cuando pusieron en marcha un estudio con el fin de hallar genes que actuaran como un interruptor en la muerte celular de la bacteria E.coli.
Esta es una bacteria muy común, que puede causar infecciones en varios sistemas, aunque las más frecuentes son las del sistema urinario y el gastrointestinal. En la mayoría de casos se trata fácilmente con antibióticos, pero cada vez son más las ocasiones en las que se adaptan a ellos, volviéndose resistentes a sus efectos.
Esta fue una de las causas que convirtió a la bacteria E.coli en la primera diana (u objetivo) en la que se centraron estos científicos, dirigidos por el doctor Peter Otoupal. Durante el proceso inicial comprobaron que al alterar la expresión de un solo gen la bacteria era capaz de adaptarse y sobrevivir. Sin embargo, si se modificaban dos o más de esos genes a la vez, la célula se debilitaba. Este fenómeno se conoce como epistasis negativa y se da cuando la combinación entre varios cambios genéticos da lugar a una reacción en la célula peor que la que se produciría con cada gen por separado.
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Tras este descubrimiento, recurrieron a una técnica, llamada CHAOS, cuyo objetivo es precisamente el de afectar a varios genes a la vez, generando una perturbación en cascada que termina haciendo a la bacteria más susceptibles a los tratamientos antibióticos habituales.
Para conseguir modificar estos genes se ayudaron de la herramienta CRISPR-Cas9, que se dirige a secuencias de ADN concretas, en las que produce cortes o modificaciones, con el fin de obtener un efecto deseado.
«Se puede pensar en términos de una serie de molestias crecientes para la célula que finalmente la debilitan», dijo Anushree Chatterjee, autor principal del estudio y profesor asistente en CHBE. «Este método ofrece un tremendo potencial para crear enfoques combinatorios más efectivos».
«Vimos que cuando modificamos múltiples expresiones génicas al mismo tiempo, incluso genes que aparentemente ayudarían a las bacterias a sobrevivir, la aptitud de la bacteria disminuyó drásticamente… ahora tenemos una forma de cortar las vías evolutivas de algunos de las plagas más problemáticas y potencialmente evitar que aparezcan plagas a futuro», dijo Peter Otoupal.
Los ensayos llevados a cabo por el momento han dado buenos resultados, aunque Otoupal y su equipo aún quieren seguir trabajando, en busca de las combinaciones génicas más eficientes. Después, su próximo objetivo será traducir las técnicas utilizadas en herramientas que puedan introducirse fácilmente en la práctica clínica.
«Las enfermedades son muy dinámicas, por lo que debemos diseñar terapias más inteligentes que puedan controlar sus rápidas tasas de adaptación», dijo Chatterjee. «El énfasis en nuestro laboratorio es demostrar la eficacia de estos métodos y luego encontrar formas de traducir la tecnología a entornos clínicos modernos».
«En el pasado, nadie realmente consideraba que fuera posible ralentizar la evolución», dijo Otoupal. «Pero como todo lo demás, la evolución tiene reglas y estamos comenzando a aprender cómo usarlas en nuestra ventaja».