Microbioma xeneticamente modificado: bacterias modificadoras para a saúde

CRÉDITO DA IMAXE:
Crédito da imaxe
iStock

Microbioma xeneticamente modificado: bacterias modificadoras para a saúde

Microbioma xeneticamente modificado: bacterias modificadoras para a saúde

Texto do subtítulo
Os experimentos que alteran diferentes poboacións bacterianas para realizar as funcións desexadas dan resultados prometedores.
    • autor:
    • nome do autor
      Previsión de Quantumrun
    • Marzo 8, 2023

    O microbioma está formado por microorganismos nun ambiente determinado. Modificar xeneticamente o microbioma podería axudar a suprimir ou mostrar certos trazos e ofrecer terapéuticas, atopando diversas aplicacións prácticas nos sectores da agricultura, a saúde e o benestar.

    Contexto do microbioma modificado xeneticamente

    O microbioma intestinal, a comunidade de microorganismos do intestino humano, xoga un papel importante na saúde. Investigacións recentes demostraron que o microbioma intestinal pode afectar enfermidades autoinmunes, diabetes, cancro, enfermidades cardiovasculares, Parkinson, Alzheimer, esclerose múltiple e mesmo depresión. Non obstante, o equilibrio deste delicado ecosistema pode verse perturbado por diversos factores como a dieta e os antibióticos, o que dificulta a súa restauración. 

    Varios investigadores están investigando a modificación xenética dos microbiomas para aumentar as súas posibilidades de supervivencia e adaptabilidade. Por exemplo, os científicos da Texas A&M University utilizaron a relación simbiótica dunha bacteria, E. coli, e un verme redondo para modificar xeneticamente o microbioma do verme en 2021. Observaron que cando se inseriron xenes supresores da fluorescencia no plásmido de E. coli, os vermes que o consumían deixarían de presentar fluorescencia. O mesmo ano, os científicos da Universidade de California en San Francisco cargaron con éxito virus de caza de bacterias co sistema de edición de xenes CRISPR para eliminar cromosomas de E. coli.

    En 2018, os investigadores da Facultade de Medicina de Harvard traballaron para que as bacterias se comunicaran para coordinalas e controlalas en harmonía. Introduciron circuítos xenéticos de sinalización e resposta para liberar e detectar un quórum composto en dous tipos de bacterias. Cando os ratos foron alimentados con estas bacterias, as tripas de todos os ratos mostraron signos de transmisión de sinal, confirmando a comunicación exitosa das bacterias. O obxectivo segue sendo crear un microbioma sintético con bacterias manipuladas no intestino humano que sexan eficientes para comunicarse entre elas mentres realizan as súas funcións. 

    Impacto perturbador 

    Explorar o potencial do uso de técnicas de edición xenética para manipular o microbioma intestinal pode abordar os desequilibrios que contribúen a varios problemas de saúde. Por exemplo, máis investigacións poden descubrir a administración de terapéuticas para corrixir os desequilibrios bacterianos no complexo intestino humano. Mediante a enxeñaría xenética de bacterias coñecidas por ser beneficiosas para a saúde intestinal, os científicos poden crear novos tratamentos para varios trastornos relacionados co intestino, incluíndo enfermidades inflamatorias do intestino, síndrome do intestino irritable e incluso obesidade. Tamén permite novos métodos de tratamento para a diabetes debido a desequilibrios hormonais. 

    Unha das razóns polas que as bacterias son máis fáciles de manipular xeneticamente é debido á súa composición de ADN. Estes pequenos organismos teñen anacos de ADN chamados plásmidos ademais dos principais elementos do ADN chamados cromosomas. Os plásmidos poden facer copias de si mesmos e ter menos xenes que os cromosomas, o que fai que sexan máis fáciles de cambiar con ferramentas xenéticas. En concreto, os anacos de ADN doutros organismos pódense poñer en plásmidos bacterianos.

    Cando os plásmidos fan copias de si mesmos, tamén fan copias dos xenes engadidos, chamados transxenes. Por exemplo, se se lle engade un xene humano para facer insulina a un plásmido, xa que a bacteria fai copias do plásmido, tamén crea máis copias do xene da insulina. Cando se usan estes xenes, produce máis insulina. Non obstante, os científicos coinciden en que esta posibilidade aínda está moi lonxe debido á alta complexidade dos microbiomas. Non obstante, os estudos actuais tamén poden ter varias aplicacións no control de pragas, na mellora do crecemento das plantas e no diagnóstico de enfermidades veterinarias. 

    Implicacións dos microbiomas modificados xeneticamente

    As implicacións máis amplas da enxeñaría xenética exitosa do microbioma en múltiples ambientes poden incluír:

    • Aumento da investigación en ferramentas de edición xenética, como CRISPR.
    • Abrir novas posibilidades para producir biocombustibles, alimentos e outros produtos creando novas cepas de bacterias máis adecuadas para tarefas específicas.
    • Redución do uso de antibióticos que teñen como obxectivo as bacterias indiscriminadamente. 
    • Aumento do interese pola medicina e o diagnóstico personalizados, onde os tratamentos son personalizados en función do microbioma intestinal dunha persoa.
    • Riscos potenciais na proliferación de bacterias que poden aumentar a aparición doutras enfermidades.

    Preguntas a ter en conta

    • Dada a complexidade do microbioma do intestino humano, cres que a súa enxeñería xenética completa é posible en breve?
    • Que custos prevén que serán as aplicacións xeneralizadas deste tipo de procesos?

    Referencias de insight

    As seguintes ligazóns populares e institucionais foron referenciadas para esta visión: