Muestran un tipo de terapia bacteriana viva capaz de reducir infecciones intestinales

La idea de usar bacterias beneficiosas, como los probióticos, para contrarrestar las bacterias dañinas en el microbioma intestinal no es nueva. Sin embargo, "uno de los desafíos de la terapia con bacterias vivas es, precisamente, la colonización del intestino. Debido a su naturaleza tan transitoria, sus efectos también lo son", según Harris Wang, director interino del Departamento de Biología de Sistemas del Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de la Universidad de Columbia (EEUU). Precisamente, desde este centro se ha creado una plataforma de ingeniería del microbioma in situ diseñada para la inserción genómica eficiente y precisa de la carga útil deseada y la inactivación simultánea de genes diana.

Para su desarrollo los científicos involucrados se inspiraron en el modo en que las bacterias intercambian naturalmente material genético con miembros de su misma especie e incluso con especies no relacionadas.

Este proceso, conocido como 'transferencia horizontal de genes', ocurre con frecuencia entre microbios intestinales, a menudo con consecuencias negativas para la salud humana. "Así es como se propagan los genes que confieren resistencia a múltiples fármacos y virulencia pero también impulsa la innovación genética y permite que los microbios evolucionen con mucha mayor rapidez", según el prof. Wang. 

Dicho sistema aprovecha la administración por conjugación de transposasas asociadas a CRISPR para lograr una integración genómica guiada por ARN, lo que permite la inserción precisa de una carga terapéutica a la vez que neutraliza la virulencia del patógeno sin causar muerte celular.

El equipo de Wang implementó un editor genético desarrollado recientemente por Samuel Sternberg, de Columbia, que funciona sin escindir el ADN, tal como expone en su trabajo publicado en 'Nature Biomedical Engineering'.

Bacterias retadoras

La lista de bacterias dañinas que el prof. Wang pretende combatir incluye las que producen la toxina Shiga, que se propaga a través del agua, alimentos y superficies contaminados, causando intoxicación alimentaria grave a casi un millón de personas cada año en todo el mundo.

Las bacterias productoras de Shiga representan un desafío único para la medicina. Los antibióticos pueden matarlas, pero también provocar una liberación masiva de toxinas de las células moribundas. "Administrar antibióticos a estos pacientes solo empeora su situación", afirma Wang. "Realmente no hay nada más que mantener a las personas hidratadas y brindarles cuidados paliativos".

Las bacterias terapéuticas, denominadas BACTRINS, también transfieren un gen que codifica un anticuerpo sintético diseñado para interferir con la adhesión del patógeno al intestino.

BACTRINS transfirió su carga a las bacterias productoras de Shiga con una eficacia del 100 %, redujo drásticamente los niveles de la toxina en los ratones y aumentó la supervivencia. El tratamiento también actuó como una vacuna, protegiendo completamente a los ratones de infecciones posteriores.

Además de desactivar las bacterias "malas", "las BACTRINS también podrían utilizarse para brindar nuevas capacidades a las bacterias 'buenas' del microbioma, incluida la producción de medicamentos que podrían estimular el sistema inmunológico o controlar enfermedades metabólicas como la diabetes", indicó, por su parte, Carlotta Ronda, una de las autoras del estudio, e investigadora principal en la Universidad de California, Berkeley.