Biología Sintética y Salud - VI
iGEM y Salud
El ingenio de los participantes del concurso internacional de Biología Sintética iGEM también ha hecho interesantes contribuciones para el cuidado de la salud. A continuación presentamos algunas de las ideas más destacadas, no solamente considerando su éxito en el concurso -muchas veces no se logra terminar la parte experimental de un proyecto a tiempo-, si no también considerando su calidad creativa y su contribución al registro de partes.
Bacterias, parásitos y levaduras
Bacterias
Los equipos de iGEM han utilizado distintos chasises bacterianos principalmente como mecanismos productores de efectores biológicos, probióticos, biosensores y como vectores.
- Productores de efectores biológicos - Pueden distinguirse dos tipos: los que producen un solo tipo de efector y los sistemas compuestos.Entre los productores de un solo tipo de efector, se encuentran los mecanismos de disrupción de quorum sensing (o "quorum quenching"), lo cual ha sido abordado por el equipo St Andrews 2010 para combatir las infecciones de Vibrio cholerae; este sistema es similar al publicado por Duan y March, (2010), y se basa en la síntesis de CAI-1 por parte de Escherichia coli para prevenir la colonización del intestino por Vibrio cholerae.El rompimiento de biofilms por quorum quenching de Staphylococcus aureus utilizando el péptido inhibidor de la RNAIII (RIP) ha sido abordado por el equipo SDU-Denmark 2009 y HKUST 2010. El equipo de Dinamarca se enfocó en la elaboración de una banda adhesiva, que llaman "BactoBandage", con con su sistema quorum quenching -un chasis de E. coli que expresa RIP- para prevenir la infección por S. aureus de heridas; por otro lado, el equipo HKUST ideó un sistema basado en un chasis de Lactobacillus para expresar RIP en el tracto digestivo y prevenir la gastroenteritis causada por S. aureus. El uso de quorum quenching para tratar infecciones es tema de algunas revisiones: Henzev y Givskov, (2003), Zhang y Dong, (2004) y Kalia y Purohit, (2011).Otro mecanismo de disrupción de la comunicación intercelular en comunidades bacterianas es el abordado por el equipo HKUST 2011, quienes idearon una E. coli capaz de expresar la enzima tolueno-4-monooxigenasa; esta enzima se encargaría de degradar indol -el cual actúa como mensajero intercelular para inducir respuesta a estrés- en una comunidad de E. coli patógena. De esta manera, las células no responderían de manera adecuada al estrés y serían más susceptibles a antibióticos.Un concepto similar es el uso de la comunicación por quorum sensing como señal para expresar al agente biológico, tal y como lo aplicó el equipo de British Columbia 2010: se trata de un sistema basado en bacteriófagos que introducen en S. aureus el gen DspB -codifica para la proteína dispersina, capaz de degradar biofilms- bajo el control de un promotor regulado por quroum sensing; de esta manera, DspB se expresará cuando S. aureus se encuentre en altas densidades, como es el caso de los biofilms. Este sistema también es similar a un previamente publicado, Lu y Collins, (2007).La disripución de biofilms también ha sido abordado por el equipo Fatih-Turkey 2011 quienes utilizaron un chasis de Bacillus subtilis para expresar un factor anti-lipopolisácarido (factor anti-LPS) proveniente de cangrejos herradura (Limulus polyphemus), con el fin de combatir a bacterias gram-negativas. Este tipo de cangrejo, debido a la ausencia de anticuerpos en invertebrados, se vale de sistemas alternativos para luchar contra infecciones bacterianas, entre los que se encuentra la expresión de péptidos antibacterianos, como el factor anti-LPS.Una aplicación interesante es la desarrollada por el equipo METU-Gene 2009, quienes idearon un sistema basado en E. coli para expresar EGF (factor de crecimiento epitelial humano) y ayudar en la cicatrización de heridas, utilizando también una modalidad de banda adhesiva. Algunas referencias relacionadas son: Buckler, et al., (1985) y Brown, et al., (1989).Finalmente, en el 2011, el equipo de Postdam Bioware utilizó un chasis de E. coli para expresar y evolucionar una microviridina -un tipo péptido cíclico procedente de cianobacterias- capaz de inhibir proteasas. El equipo comenta posibles aplicaciones para degradar proteasas de importancia clínica, como la enzima convertidora de angiotensinógeno o la proteasa de VIH. Una referencia relacionada es Bagchi, et al., en Satyanarayana, et al., (2012).
