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Módulo sintético para diseñar moléculas contra enfermedades

      
Foto: Agencia de Noticias de la Universidad Nacional de Colombia - Unimedios
El procedimiento general consistió en cortar los genes que nos interesaban con enzimas de restricción e ir pegándolos uno tras otro, teniendo en cuenta cuál se expresa y cuál no se expresa, hasta armar la cadena, explicó el futuro maestro de Ciencias - Bioquímica.
El ensamblaje del módulo acaba de ser terminado por Miguel Ángel Fernández Niño, estudiante de la Maestría en Ciencias - Bioquímica, y sus características están consignadas en su tesis Construcción de un módulo sintético de comunicación bacteriana. El trabajo, que será sustentado a principios del 2012, fue dirigido por la doctora en Biología Catalina Arévalo Ferro, profesora del Departamento de Biología de la Universidad Nacional de Colombia.

“El módulo sintético de comunicación ya está construido, se puede poner y sacar de una o varias células y combinar con otros módulos de biología sintética. El objetivo está cumplido. Una vez publicada la investigación, podrá ser enviado a una base de módulos para que sea utilizado por todo el mundo”, afirmó la profesora Arévalo Ferro.

El módulo promete ser de gran utilidad en el campo farmacéutico, teniendo en cuenta que la comunicación bacteriana o Quorum Sensing es un fenómeno que regula, entre otras manifestaciones, la expresión de muchos factores de virulencia en las bacterias. La razón es que solo cuando están en quórum (cuando hay muchas) expresan factores de virulencia o agresividad que desencadenan en enfermedades infecciosas, alérgicas y virales, entre ellas la gripa.

Entonces, ante la pregunta de cómo inhibir o impedir el Quorum Sensing para que las bacterias no expresen los factores de virulencia, el módulo sintético se convierte en una herramienta que contribuirá al diseño de moléculas que sean antipatogénicas (que las combata) y no antimicrobianas ni bactericidas. Es decir, también ayudará a evitar la resistencia de las enfermedades a los antibióticos.

El módulo sintético también se puede aplicar en las ciencias básicas para ayudar a entender cómo funcionan las redes que regulan la comunicación bacteriana, explicó la profesora. Asimismo, en el campo de la biología permitirá ver cómo son esas redes y la conformación de los tejidos.

“Nosotros ya estamos utilizando el módulo para saber si las bacterias con las que trabajamos a diario tienen o no mecanismos de comunicación, y usándolo como biosensor, para detectar si estas células tienen moléculas desconocidas. Adicionalmente, por ser un modelo al que se le puede estandarizar el tiempo, se podrían evaluar compuestos extraídos de diferentes organismos como inhibidores del sistema de comunicación, para saber y ver cuál gen está afectando la red”, afirmó la profesora de Biología.

La tarea consistió en aislar genes de diferentes organismos, que hacen parte de los sistemas nativos de comunicación bacteriana, y ensamblarlos en un módulo que permite que las bacterias se comuniquen a partir de estímulos químicos, explicó el estudiante Fernández Niño, y agregó que el propósito de su investigación era, desde un principio, desarrollar una herramienta de biología sintética para modelar, diseñar, construir y ensamblar un mecanismo artificial de comunicación entre células.

El procedimiento general consistió en cortar los genes que nos interesaban con enzimas de restricción e ir pegándolos uno tras otro, teniendo en cuenta cuál se expresa y cuál no se expresa, hasta armar la cadena, explicó el futuro maestro de Ciencias - Bioquímica. La red posee componentes de sistemas de comunicación de diferentes bacterias, lo cual la hace más versátil.

La biología sintética permite, en este caso, diseñar teóricamente un sistema de estudio controlado y modelar la expresión de un gen reportero que indica cuándo el sistema responde a un estímulo y cuándo no lo hace, lo cual no se puede hacer por métodos convencionales. El módulo tiene un sistema de interconexión plug and play, que permite conectarlo con otros módulos artificiales, diseñados por otros investigadores y con otras funciones.

La idea, ahora, es acoplarlo con sistemas que permitan ver la cooperación entre distintos tipos de células: saber cómo se están comunicando, cómo se agregan, cómo se asocian para cooperar, de acuerdo con su función, o si, por el contrario, no se pueden comunicar.


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