Los científicos han diseñado una herramienta de edición del genoma que puede controlar la población bacteriana en el Microbioma intestinal de ratones vivos 1.

La herramienta, una especie de “editor base”, cambió el gen objetivo en más del 90% de los casos.Escherichia colicolonia en el intestino del ratón sin que el gen modificado forme copias potencialmente dañinas de sí mismo. "Soñábamos con poder hacer esto", dice Xavier Duportet, biólogo sintético que cofundó Eligo Bioscience, una empresa de biotecnología en París. Los resultados fueron anunciados hoy.Naturalezapublicado.

Varios equipos de investigación han intentado realizar cambios genéticos en las bacterias intestinales de ratones, pero lograrlo en el cuerpo ha sido un desafío. 4, 3, 2. Hasta ahora, los editores de bases que intercambian una base de nucleótido por otra (por ejemplo, convirtiendo una A en una G) sin romper la doble cadena del ADN no han podido modificar una cantidad suficiente de la población bacteriana objetivo para que sean eficaces. Esto se debe a que los vectores en los que se administraron solo se dirigieron a receptores comunes en bacterias cultivadas en el laboratorio.

Sistema de entrega innovador

Para superar estos obstáculos, Duportet y sus colegas construyeron un vehículo de reparto utilizando componentes de un bacteriófago (un virus que infecta bacterias) para atacar diversosE. coli-Receptores diana expresados ​​en el medio intestinal. Este vector llevaba un editor base, el específicoE. coli-genes objetivo. Los investigadores también refinaron el sistema para evitar que los genes editados se repliquen y propaguen.

El equipo introdujo el editor base en ratones y lo utilizó para crear A en elE. coli-Cambiar el gen que produce β-lactamasas, enzimas que promueven la resistencia bacteriana a varios tipos de antibióticos. Aproximadamente ocho horas después del tratamiento, se editó alrededor del 93% de las bacterias objetivo.

Luego, los investigadores adaptaron el editor base para que fuera unE. coli-Gen que produce una proteína que se cree que desempeña un papel en varias enfermedades neurodegenerativas y autoinmunes. La proporción de bacterias editadas rondaba el 70% tres semanas después del tratamiento. En el laboratorio, los científicos también pudieron utilizar la herramienta para identificar cepas deE. coliyKlebsiella pneumoniaeque puede causar neumonía. Esto sugiere que el sistema de edición se puede adaptar a diferentes cepas y especies bacterianas.

Este sistema de edición de bases representa un "avance crítico" en el desarrollo de herramientas que pueden modificar las bacterias directamente en el intestino, dice Chase Beisel, ingeniero químico del Instituto Helmholtz para la Investigación de Infecciones basadas en ARN en Würzburg, Alemania. El estudio "abre la posibilidad de editar microbios para combatir enfermedades evitando al mismo tiempo que el ADN manipulado se propague", añade.

El siguiente paso de Duportet y sus colegas es desarrollar modelos de ratón con enfermedades causadas por el microbioma para medir si las ediciones genéticas específicas tienen un impacto positivo en su salud.