MADRID 19 Oct. (EUROPA PRESS) -
Un equipo internacional de investigadores dirigido por el profesor Peter Fineran, de la Universidad de Otago (Nueva Zelanda), y el doctor Rafael Pinilla-Redondo, de la Universidad de Copenhague (Dinamarca), ha publicado un estudio en la revista 'Nature' que revela una nueva forma en que los virus suprimen los sistemas inmunitarios CRISPR-Cas de las bacterias.
El doctor David Mayo-Muñoz, coautor del estudio y miembro del laboratorio Phage-host interactions (Phi) del Departamento de Microbiología e Inmunología de la Universidad de Otago, afirma que este hallazgo podría enseñarnos sobre la dinámica microbiana en el medio ambiente, servir para hacer más segura la edición de genes y conducir a alternativas más eficaces a los antibióticos. "El descubrimiento es emocionante para la comunidad científica porque proporciona una mayor comprensión de cómo se pueden detener las defensas CRISPR-Cas", afirma.
Los CRISPR-Cas son sistemas inmunitarios de las bacterias que las protegen de la infección por virus bacterianos, llamados fagos. Funcionan tomando fragmentos del ADN de los fagos y añadiéndolos al genoma de la bacteria. La bacteria acaba teniendo un banco de memoria de infecciones fágicas pasadas, que archiva como si fueran fichas policiales, y las utiliza para identificar y degradar ese fago específico cuando vuelve a atacar.
"Si entra un virus, parte de su ADN se añade al banco de memoria, y en el proceso pasa de ADN a ARN. Cada ARN actúa como una guía para que el sistema CRISPR-Cas pueda identificar y destruir correctamente al fago invasor. Cada adición al banco de memoria está dividida por una secuencia repetida CRISPR, que se apila como sujetalibros entre cada secuencia de fago --explica--. Lo interesante es que los fagos han evolucionado diferentes maneras de superar estos sistemas de defensa - es como una carrera armamentística evolutiva. Las bacterias tienen CRISPR-Cas, así que los fagos han desarrollado anti-CRISPR, lo que les permite bloquear los complejos inmunitarios de las bacterias.
"Lo que hemos descubierto es una forma totalmente nueva de que los fagos puedan detener los sistemas CRISPR-Cas", anuncia el doctor Mayo-Muñoz.
Investigadores anteriores demostraron que algunos fagos tienen secuencias repetidas CRISPR en sus genomas y, en el estudio actual, el equipo de Otago y Copenhague demostró que los fagos cargan las bacterias con estas repeticiones de ARN para detener CRISPR-Cas.
El profesor Fineran, jefe del laboratorio Phi de Otago, afirma que estos ARN anti-CRISPR ciegan los complejos inmunitarios de las bacterias. "Los fagos tienen componentes de los sistemas CRISPR-Cas bacterianos en sus propios genomas. Los utilizan como imitadores moleculares en su propio beneficio para silenciar el sistema inmunitario de las bacterias y permitir la replicación de los fagos", explica.
El grupo también descubrió que cuando el fago carga repeticiones de ARN en las proteínas CRISPR-Cas, no se cargan todas las proteínas correctas, formando un complejo no funcional. "Este imitador molecular arruina las defensas de las bacterias y la función del sistema; es básicamente un señuelo. Uno de los principales intereses de CRISPR-Cas reside en su naturaleza programable para editar genomas con precisión: recientemente se concedió el Premio Nobel de Química por esta tecnología. Curiosamente, los anti-CRISPR pueden utilizarse como interruptor de seguridad para desactivar o afinar esta tecnología", apunta Mayo-Muñoz.
"Para aprovechar el potencial de las tecnologías CRISPR-Cas, es importante poder controlarla, encenderla y apagarla, y afinarla, mejorando su precisión y beneficio terapéutico --prosigue--. Nuestro descubrimiento es la primera prueba de un anti-CRISPR de ARN, que tiene una secuencia genética más corta que los anti-CRISPR de proteína descubiertos anteriormente, y puesto que se basan en secuencias de repetición CRISPR conocidas, tenemos la posibilidad de diseñar anti-CRISPR de ARN para todos los sistemas CRISPR-Cas y sus aplicaciones específicas", afirma el Dr. Mayo-Muñoz.
CRISPR-Cas acabará utilizándose para la terapia génica -para reparar genes mutados que causan enfermedades-, pero para hacerla más segura se necesitan anti-CRISPR para modular la tecnología.
Los fagos también pueden utilizarse como antimicrobianos para eliminar bacterias patógenas, ofreciendo una alternativa a los antibióticos, pero si la bacteria infectada tiene un sistema CRISPR-Cas activo, se necesitarán fagos con los anti-CRISPRs adecuados para neutralizarlo. "Poder crear un anti-CRISPR a medida será una poderosa opción a tener en la caja de herramientas", afirma el profesor Fineran.
Este descubrimiento microscópico no sólo permitirá a los científicos comprender el mundo microbiano que nos rodea, sino que también podría proporcionar una nueva forma de controlar las biotecnologías CRISPR-Cas.
