Intentan explotar el sistema de defensa de las bacterias para protegernos de virus

Un nuevo estudio dirigido por un equipo de biocientíficos de la Universidad de Durham (Reino Unido), en colaboración con la Universidad de Liverpool, la Universidad de Northumbria y New England Biolabs, espera explotar los sistemas de defensa recientemente caracterizados en bacterias para comparar los cambios en el genoma humano.

Los estudiantes de la Universidad de Durham también han estado trabajando en esta investigación para demostrar el complejo funcionamiento de la inmunidad innata bacteriana.

Las bacterias han desarrollado una multitud de sistemas de defensa para protegerse de los virus llamados bacteriófagos. Muchos de estos sistemas ya se han desarrollado en herramientas biotecnológicas útiles, como la edición de genes, donde se realizan pequeños cambios en el ADN objetivo.

Las bacterias se han visto obligadas a desarrollar sus propios sistemas inmunológicos que protegen de los virus bacteriófagos

Los investigadores demostraron que dos sistemas de defensa funcionaban de manera complementaria para proteger a las bacterias de los bacteriófagos. Un sistema protegió a las bacterias de los bacteriófagos que no tenían modificaciones en su ADN.

Algunos bacteriófagos modifican su ADN para evitar este primer sistema de defensa. Un segundo sistema, llamado BrxU, protegía a las bacterias de los bacteriófagos con ADN modificado, proporcionando así una segunda capa de defensa.

Los investigadores crearon una imagen 3D extremadamente detallada de BrxU para comprender mejor cómo protege de los bacteriófagos con ADN modificado. BrxU tiene el potencial de ser otra herramienta biotecnológica útil, porque las mismas modificaciones de ADN que reconoce BrxU aparecen en todo el genoma humano y se alteran en el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas.

El cáncer y las enfermedades neurodegenerativas

El autor principal del estudio, el Dr. Tim Blower, profesor asociado y miembro del premio del Instituto Lister en el Departamento de Biociencias de la Universidad de Durham, comenta que «ser capaz de reconocer el ADN modificado es crucial, ya que se encuentran modificaciones similares en todo el ADN del genoma humano«.

«Esta capa adicional de información, el ‘epigenoma’, se modifica a medida que crecemos y también cambia en los casos de cáncer y enfermedades neurodegenerativas«, insiste. «Si podemos desarrollar BrxU como una herramienta biotecnológica para mapear este epigenoma, transformará nuestra comprensión de la información adaptativa que controla el crecimiento y la progresión de la enfermedad«.

Los hallazgos del estudio del autor principal, el Dr. David Picton, y sus colaboradores, se publican hoy en la revista Nucleic Acids Research. Los 97 estudiantes universitarios involucrados en este trabajo estaban en los últimos años de su licenciatura o MBiol en el Departamento de Biociencias de la Universidad de Durham.

Como parte de un taller de microbiología diseñado para proporcionar enseñanza basada en la investigación, se les encomendó la tarea de aislar nuevos bacteriófagos para su estudio. Afortunadamente, estos bacteriófagos no dañan a los humanos, pero así como el sistema inmunológico humano responde a las infecciones, las bacterias se han visto obligadas a desarrollar sus propios sistemas inmunológicos que protegen de los virus bacteriófagos.

Se recolectaron bacteriófagos de River Wear, estanques de College y otras vías fluviales alrededor de Durham. Luego se usaron para probar la inmunidad innata del bacteriófago en la bacteria E. coli.

Fuente: Nucleic Acids Research.