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Construyendo un nuevo antibiótico inteligente utilizando biología sintética

Comunicación oral en Seminarios VISAVET 2020

17 de enero de 2020

Lopez-Igual R.

La resistencia a los antibióticos se ha convertido en un gran problema a nivel global por lo que el desarrollo de nuevos antibacterianos es urgentemente necesario. En este seminario se explicará cómo se ha diseñado y construido lo que hemos llamado un “arma genética”, que consiste en un sistema de biología sintética que reconoce y mata específicamente a las bacterias que son patógenas y resistentes a los antibióticos en poblaciones mixtas.
El nuevo sistema está basado en el acoplamiento de toxinas con inteinas. Las toxinas han sido artificialmente cortadas en dos mitades, las cuales no son tóxicas separadamente. Cada una de esas mitades se han asociado con la mitad de una inteína. Las inteínas son secuencias proteicas que se encuentran naturalmente insertadas dentro de otras proteínas hospedadoras (llamadas exteínas) y que catalizan espontáneamente su propia escisión por un proceso llamado protein splicing, reconstituyendo la exteína y, por tanto, su función. Las inteínas son como los intrones, pero a nivel proteico. En nuestro sistema, hemos fusionado las toxinas con las inteínas, de manera que cada mitad toxina-inteína, no mata a la célula. Sin embargo cuando las dos fusiones se encuentran dentro de la misma célula, las partes de ínteína se reconocen y llevan a cabo el splicing, reconstituyendo la toxina que provoca la muerte celular. Mediante la utilización de la inteína como proceso de maduración previo a la reconstitución de la toxina podemos realizar un mejor control de la toxicidad.
La bacteria patógena elegida para ser diana de este sistema es Vibrio cholerae, una bacteria Gram-negativa causante de la enfermedad del cólera que sigue causando actualmente un importante número de muertes pudiendo llegar hasta 140.000 por año. Para el reconocimiento de esta bacteria, en este nuevo sistema sintético se han clonado las fusiones toxina-inteina bajo secuencias de ADN promotoras que están controladas por reguladores transcripcionales involucrados en la patogenicidad. Todo este sistema está clonado en un plásmido, el “arma genética”, que se va a diseminar entre la población bacteriana por un proceso de conjugación. El diseño permite reconocer y matar específicamente a V. cholerae. Para identificar el potencial del “arma genética” lo probamos en distintos modelos animales como por ejemplo el pez cebra y larvas de crustáceos, donde V. cholerae forma reservorios de manera natural.
En conclusión, este nuevo sistema reconoce y mata de manera muy precisa a bacterias patógenas y/o resistentes a antibióticos en comunidades bacterianas. Este importante hallazgo plantea distintas posibilidades para trabajar en la resolución de problemas asociados a los tratamientos con antibióticos clásicos, como son: el efecto indiscriminado atacando no sólo a las bacterias infecciosas sino también a las beneficiosas, y la emergencia de resistencias.




Seminario VISAVET Rocío López-Igual José Antonio Escudero presenta a Rocío López-Igual
Presentación de Rocío López-Igual Seminario VISAVET de Rocío López-Igual
Participantes:

Consejo Superior de Investigaciones CientíficasInstituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis (IBVF). Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Universidad de Sevilla (US).

Universidad ComplutenseCentro de Vigilancia Sanitaria Veterinaria (VISAVET). Universidad Complutense (UCM).


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Seminarios VISAVET 2020


Seminars VISAVET 2020
1 enero a 31 diciembre de 2020
Madrid
España

TÍTULO: Construyendo un nuevo antibiótico inteligente utilizando biología sintética


TIPO: Comunicación oral


AUTORES: Lopez-Igual R.


FECHA: 17 de enero de 2020



CITA ESTA COMUNICACIÓN:

Lopez-Igual R. Construyendo un nuevo antibiótico inteligente utilizando biología sintética. Seminarios VISAVET 2020, VISAVET Centro de Vigilancia Sanitaria Veterinaria, Centro de Vigilancia Sanitaria Veterinaria. Universidad Complutense, Madrid, España, 17 de enero de 2020. (Comunicación oral)