Los expertos desarrollan una forma de aprovechar la tecnología CRISPR para hacer frente a la resistencia a los antimicrobianos

La resistencia a los antimicrobianos (RAM) continúa aumentando a nivel mundial, con tasas de RAM en la mayoría de los patógenos aumentando y amenazando un futuro en el que los procedimientos médicos cotidianos tal vez ya no sean posibles y las infecciones que se pensaba que se habían tratado durante mucho tiempo podrían volver a causar muertes con regularidad. Por ello, se necesitan de manera vital nuevas herramientas para combatir la resistencia a los antimicrobianos.

Una nueva revisión de la investigación en la edición de este año Congreso Mundial ESCMID (anteriormente ECCMID—Barcelona del 27 al 30 de abril) muestra cómo se puede utilizar la última tecnología de edición de genes CRISPR-Cas para ayudar a modificar y atacar las bacterias AMR. La presentación es del Dr. Rodrigo Ibarra-Chávez, Departamento de Biología, Universidad de Copenhague, Dinamarca.

La tecnología de edición de genes CRISPR-Cas es un método innovador en Biología Molecular que permite alteraciones precisas en los genomas de los organismos vivos. Esta técnica revolucionaria, que valió a sus inventoras, Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier, el Premio Nobel de Química en 2020, permite a los científicos apuntar y modificar con precisión segmentos específicos del ADN de un organismo (codigo genetico).

Funcionando como “tijeras” moleculares con la guía del ARN guía (ARNg), CRISPR-Cas puede cortar el ADN en puntos designados. Esta acción facilita la eliminación de genes no deseados o la introducción de nuevo material genético en las células de un organismo, allanando el camino para terapias avanzadas.

El Dr. Ibarra-Chávez dice: “Para combatir el fuego con fuego, estamos utilizando sistemas CRISPR-Cas (un sistema de inmunidad bacteriana) como una estrategia innovadora para inducir la muerte de las células bacterianas o interferir con la expresión de la resistencia a los antibióticos; ambos son prometedores como una nueva secuencia específica. ‘antimicrobianos’ específicos”.

Una línea de su trabajo pasa por la creación de sistemas guiados contra resistencia antimicrobiana genes que podrían tratar infecciones y prevenir la diseminación de genes de resistencia.

Los elementos genéticos móviles (MGEs) son partes del genoma bacteriano que pueden moverse a otras células huésped o también transferirse a otra especie. Estos elementos impulsan la evolución bacteriana mediante la transferencia horizontal de genes. El Dr. Ibarra-Chávez explica cómo la reutilización de elementos genéticos móviles (MGEs) y la elección del mecanismo de administración involucrado en la estrategia antimicrobiana es importante para llegar a la bacteria objetivo.

Un fago es un virus que infecta bacterias y también se considera MGE, ya que algunos pueden permanecer latentes en la célula huésped y transferirse verticalmente. Los MGE que utiliza su equipo son fagos satélites, que son parásitos de los fagos.

Él dice: “Estos ‘fago Los satélites secuestran partes de las partículas virales de los fagos para asegurar su transferencia a las células huésped. A diferencia de los fagos, los satélites pueden infectar bacterias sin destruirlas, lo que ofrece un cambio radical con respecto a los métodos existentes que involucran fagos y, por lo tanto, desarrolla un arsenal de partículas virales que son seguras de usar para aplicaciones como la detección y modificación mediante la administración de genes.

“Las partículas de fagos son muy estables y fáciles de transportar y aplicar en entornos médicos. Nuestra tarea es desarrollar directrices seguras para su aplicación y comprender los mecanismos de resistencia que pueden desarrollar las bacterias”.

Las bacterias pueden desarrollar mecanismos para evadir la acción del sistema CRISPR-Cas y los vectores de administración pueden ser vulnerables a las defensas anti-MGE. Por lo tanto, el equipo del Dr. Ibarra-Chávez y otros están desarrollando el uso de anti-CRISPR e inhibidores de defensa en las cargas útiles de entrega para contrarrestar estas defensas, para permitir que CRISPR llegue y ataque los genes AMR en la célula.

El Dr. Ibarra-Chávez también analiza cómo las estrategias combinadas que emplean sistemas CRISPR-Cas podrían promover la susceptibilidad a los antibióticos en una población bacteriana objetivo. Los fagos ejercen una presión selectiva particular sobre las células AMR, lo que puede mejorar el efecto de algunos antibióticos. De manera similar, utilizando CRISPR-Cas en combinación con fagos y/o antibióticos, es posible suprimir los mecanismos de resistencia que las bacterias infecciosas pueden desarrollar al atacar dichos genes de virulencia/resistencia, lo que hace que estas terapias sean más seguras.

Explica: “Las bacterias son particularmente buenas para adaptarse y convertirse en resistencia. Creo que debemos ser cautelosos e intentar utilizar estrategias combinatorias para evitar el desarrollo de resistencia, mientras monitoreamos y creamos pautas para nuevas tecnologías”.

El Dr. Ibarra-Chávez se ha centrado principalmente en abordar la resistencia en Staphylococcus aureus y Escherichia coli. Ahora, en colaboración con la Prof. Martha Clokie y el Prof. Thomas Sicheritz-Pontén, su equipo tratará la infección necrotizante de tejidos blandos por estreptococos del grupo A (bacterias carnívoras) utilizando los enfoques combinados descritos anteriormente.