Creada la primera forma de vida inmune a los virus
Cient¨ªficos del Reino Unido demuestran c¨®mo reescribir el genoma de una bacteria para que produzca prote¨ªnas que no existen en la naturaleza y que sea gen¨¦ticamente inmune a las infecciones
Un grupo de cient¨ªficos del Reino Unido ha creado la primera forma de vida resistente a casi cualquier virus. Se trata de una bacteria Escherichia coli cuyo genoma ha sido literalmente reescrito para incluirle hasta 18.000 cambios que hasta ahora no exist¨ªan en la naturaleza. El trabajo es la demostraci¨®n de que la humanidad ha conseguido no solo comprender el c¨®digo de la vida sino corregirlo de forma tan amplia que le permite crear vida sint¨¦tica capaz de hacer cosas que ning¨²n otro ser vivo puede lograr.
La naturaleza permite a los seres humanos moverse, leer, respirar, pensar. A los virus, desencadenar un c¨ªrculo vicioso de replicaci¨®n capaz de producir una terrible pandemia como la actual. Y a los microbios, generar formas de bloquear una infecci¨®n viral. Una de las mayores barreras hacia la libre creaci¨®n de formas de vida artificiales era que hasta ahora no se pod¨ªan introducir cambios sustanciales en las prote¨ªnas ¡°naturales¡±. Estas mol¨¦culas son imprescindibles para cualquier funci¨®n vital.
Pero el equipo de Jason Chin en el Consejo de Investigaci¨®n M¨¦dica de Reino Unido se propuso demostrar que el c¨®digo gen¨¦tico de un ser vivo se puede transformar de una forma tan profunda que d¨¦ lugar a una nueva especie invulnerable a cualquier virus. Para entender la importancia de su logro hay que recordar que todas las formas de vida de este planeta dependen de 20 ladrillos b¨¢sicos con los que se construyen las prote¨ªnas: los amino¨¢cidos. El genoma de una persona tiene 3.055 millones de letras, como se supo el martes, pero entre todas ellas hay 64 fragmentos mucho m¨¢s cortos, pero esenciales: los codones, que contienen las instrucciones para sintetizar los 20 amino¨¢cidos conocidos.
En un estudio publicado hoy en Science, el equipo de Chin demuestra c¨®mo reescribir las secuencias de esos codones para que tengan dos funciones asombrosas. La primera es que son capaces de fabricar amino¨¢cidos nuevos, artificiales e inexistentes hasta ahora en la naturaleza. La segunda es que los cambios ejecutados en el genoma de los microbios act¨²an como un ¡°cortafuegos¡± contra un la mayor¨ªa de virus bacterianos ¡ªfagos¡ª, pues inhabilita el funcionamiento de varios codones que los virus necesitan para secuestrar la maquinaria celular y ponerse a hacer copias de s¨ª mismos, aniquilando a su hu¨¦sped. Es el mismo proceso que usa el coronavirus para infectar a las personas: hacerlas enfermar e incluso provocarles la muerte.
El potencial de este hallazgo para crear nuevos f¨¢rmacos y biomateriales es notable, como destacan los autores del trabajo. La E. coli es una aut¨¦ntica factor¨ªa biol¨®gica de la que dependemos los humanos para fabricar f¨¢rmacos y fermentar alimentos. Variantes modificadas de estos y otros microbios se usan en la producci¨®n de m¨¢s de 600 f¨¢rmacos, incluidos la insulina que se pinchan los diab¨¦ticos y los f¨¢rmacos anticoagulantes que impiden que haya trombos. Entre muchas otras variantes de dise?o, hay una E. coli esencial para fabricar las nuevas vacunas de ARN mensajero contra el nuevo coronavirus. Una invasi¨®n de fagos (virus que atacan a bacterias) en una f¨¢brica que usa E. coli puede suponer la p¨¦rdida de millones de euros.
Los cient¨ªficos brit¨¢nicos ya hab¨ªan demostrado hace un par de a?os c¨®mo crear un microbio cuyo genoma es totalmente artificial. Tambi¨¦n que su t¨¦cnica para reescribir genomas y ampliarlos al gusto funciona en c¨¦lulas de animales, y que incluso permite crear organismos con genomas artificiales, incluyendo moscas y gusanos.
Ahora han usado una t¨¦cnica para introducir cambios a gran escala en la secuencia gen¨¦tica de las bacterias. El sistema usa la t¨¦cnica de edici¨®n gen¨¦tica CRISPR-Cas9 como unas tijeras para cortar grandes fragmentos del genoma original. Luego, los sustituye por otras secuencias artificiales dise?adas previamente en un ordenador. Los resultados son sorprendentes: los cient¨ªficos roc¨ªan a un grupo de bacterias artificiales con un c¨®ctel de virus que aniquilar¨ªa a cualquier E. coli natural. Las bacterias artificiales resisten como si nada y adem¨¢s crecen m¨¢s r¨¢pido. El trabajo muestra un hecho inquietante: los cient¨ªficos no han ampliado el genoma original del microbio, sino que lo han hecho m¨¢s corto, es decir, han mejorado el c¨®digo gen¨¦tico original de un ser vivo que era producto de millones de a?os de evoluci¨®n natural.
Juli Peret¨®, experto en biolog¨ªa sint¨¦tica de la Universidad de Valencia, destaca que los cambios efectuados ¡°convierten la c¨¦lula en un lugar incomprensible para un visitante externo, como un virus¡±. ¡°El pat¨®geno se encontrar¨¢ en una c¨¦lula con un c¨®digo gen¨¦tico alterado y, por tanto, ser¨¢ incapaz de expresarse y producir sus propias prote¨ªnas¡±. ¡°Poco a poco vamos superando en biolog¨ªa sint¨¦tica la fase de plagio de genomas, representada por los genomas artificiales del Instituto Venter, que resintetizan, simplifican o reordenan genomas naturales, y empezamos a tener genomas que contienen instrucciones totalmente nuevas¡±, a?ade.
Incluir un n¨²mero alto de nuevos amino¨¢cidos al cat¨¢logo existente permitir¨¢ ¡°innumerables aplicaciones¡±, opinan Delilah Jewel y Abhishek Chatterjee, qu¨ªmicos del Boston College (EE UU) en un comentario al art¨ªculo publicado hoy. Esto incluye ¡°biopol¨ªmeros¡± que no existen en la naturaleza que ¡°pueden tener profundas implicaciones en muchas disciplinas, incluidas la medicina y la ciencia de materiales¡±, se?alan.
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