Crean primera bacteria sintética inmune a los virus
Un grupo de científicos del Reino Unido ha creado la primera bacteria sintética inmune a los virus. Se trata de una bacteria Escherichia coli cuyo genoma ha sido literalmente reescrito para incluirle hasta 18.000 cambios que hasta ahora no existían en la naturaleza. Este trabajo es la demostración de que la humanidad ha conseguido no solo comprender el código de la vida, sino corregirlo de forma tan amplia que le permite crear vida sintética capaz de hacer cosas que ningún otro ser vivo puede lograr. Ahora, esta bacteria produce proteínas que no existen en la naturaleza y que la hacen inmune a las infecciones.
Hace dos años un equipo británico creó la primera bacteria sintética y ahora, en un trabajo publicado en la revista Science, el grupo del Consejo Británico de Investigación Médica (MRC) ha modificado su código genético para que sea resistente a las infecciones virales y para que sus células fabriquen polímeros sintéticos, un avance que puede tener aplicaciones en biología, medicina y medicamentos.
Una de las mayores barreras hacia la libre creación de formas de vida artificiales, era que, hasta ahora, no se podían introducir cambios sustanciales en las proteínas “naturales”. Estas moléculas son imprescindibles para cualquier función vital. Pero el equipo de Jason Chin del Consejo de Investigación Médica de Reino Unido, se propuso demostrar que el código genético de un ser vivo se puede transformar de una forma tan profunda que dé lugar a una nueva especie resistente a cualquier virus.
Para entender la importancia de este logro, hay que recordar que todas las formas de vida de este planeta dependen de 20 “ladrillos” básicos con los que se construyen las proteínas: los aminoácidos. En el genoma de una persona hay 64 fragmentos mucho más cortos que el resto, pero esenciales: los codones, que contienen las instrucciones para sintetizar los 20 aminoácidos conocidos.
Así pues, el equipo de Chin demuestra cómo se podrían reescribir estos codones para fabricar aminoácidos nuevos que no existían hasta ahora en la naturaleza; pero, además, también cómo esos cambios en los codones hicieron la bacteria sintética inmune a los virus.
Daniel de la Torre, uno de los componentes del equipo, explicó que han modificado la maquinaria que la célula usa para producir proteínas y usarla, así, para ensamblar polímeros que no estén compuestos de aminoácidos naturales, sino de otros monómeros sintéticos que se pueden sintetizar en el laboratorio de química. Así, el equipo ha logrado ensamblar diferentes polímeros, entre ellos macrociclos, una clase de moléculas que forman la base de ciertos antibióticos y medicamentos para tratar el cáncer.
Pero, por otro lado, los cambios ejecutados en el genoma de los microbios, actúan como un “cortafuegos” contra la mayoría de virus bacterianos, fagos, ya que inhabilita el funcionamiento de varios codones que los virus necesitan para secuestrar la maquinaria celular y ponerse a hacer copias de sí mismos, aniquilando a su huésped, el mismo proceso que usa el coronavirus para infectar a las personas.
Para introducir cambios a gran escala en la secuencia genética de las bacterias, han utilizado la técnica CRISPR-Cas9 de edición genética, para cortar los fragmentos originales; y luego, los sustituyeron por otras secuencias artificiales diseñadas previamente en un ordenador.
Los resultados son sorprendentes: los científicos rocían a un grupo de bacterias artificiales con un cóctel de virus que aniquilaría a cualquier E. coli natural: las bacterias resisten como si nada y además crecen más rápido.
Además, el trabajo muestra un hecho inquietante: los científicos no han ampliado el genoma original del microbio, sino que lo han hecho más corto, es decir, han mejorado el código genético original de un ser vivo que era producto de millones de años de evolución natural. En concreto, reescribieron el genoma entero de la bacteria sintética para eliminar algunos codones y la maquinaria que los lee: el ARN de transferencia (ARNt) de las células (una pequeña molécula que participa en la síntesis de proteínas).
Juli Peretó, experto en biología sintética de la Universidad de Valencia, destaca que los cambios efectuados “convierten la célula en un lugar incomprensible para un visitante externo, como un virus. El patógeno se encontrará en una célula con un código genético alterado y, por tanto, será incapaz de expresarse y producir sus propias proteínas”.
“Como los virus utilizan el código genético completo, incluyendo esos codones que la célula no puede leer, no pueden usar las bacterias para autoreplicarse, se trata de una barrera lingüística”, dijo De la Torre. Pero eso no es todo, ya que, además, “los mismos codones que le quitamos a la bacteria y que la vuelven resistente a los virus, los podemos reutilizar para codificar nuevos polímeros sintéticos”, indicó De la Torre.
De esta manera, se ayudaría a crear nuevos fármacos y biomateriales ya que la bacteria E. Coli es una factoría biológica de la cual dependemos los seres humanos para crear fármacos y alimentos. Además, quieren investigar las aplicaciones de esta tecnología para desarrollar nuevos polímeros, por ejemplo, plásticos biodegradables, que “podrían contribuir a una bioeconomía circular”.
“Esta bacteria sintética inmune a los virus puede convertirse” -explicó el jefe del equipo, Jason Chin– “en una fábrica renovable y programable que produzca una amplia gama de nuevas moléculas con propiedades novedosas, lo que podría tener beneficios para la biotecnología y la medicina, incluida la fabricación de nuevos fármacos, como antibióticos”.
“Incluir un número alto de nuevos aminoácidos al catálogo existente permitirá innumerables aplicaciones”, opinan Delilah Jewel y Abhishek Chatterjee, químicos del Boston College (EE.UU.). “Esto incluye biopolímeros que no existen en la naturaleza que pueden tener profundas implicaciones en muchas disciplinas, incluidas la medicina y la ciencia de materiales”, señalan.
Fuentes: El País y El Español
