Ingeniaritza genetikoko mikrobioma: bakterioak aldatzea osasunerako

• Egilea:
• Egilearen izena

  Quantumrun Prospektiba
• Martxoaren 8, 2023

Mikrobioma ingurune jakin bateko mikroorganismoz osatuta dago. Mikrobioma genetikoki aldatzeak ezaugarri jakin batzuk kentzen edo erakusten eta terapeutikoak ematen lagun dezake, nekazaritza, osasuna eta ongizatearen sektoreetan hainbat aplikazio praktiko aurkituz.

Ingeniaritza genetikoko mikrobiomaren testuingurua

Hesteetako mikrobiomak, giza hesteetako mikroorganismoen komunitateak, zeregin garrantzitsua du osasunean. Azken ikerketek frogatu dute hesteetako mikrobiomak gaixotasun autoimmuneak, diabetesa, minbizia, gaixotasun kardiobaskularrak, parkinsona, Alzheimerra, esklerosi anizkoitza eta baita depresioa ere eragin dezakeela. Hala ere, ekosistema delikatu honen oreka hainbat faktorek asalda dezakete, hala nola, dietak eta antibiotikoak, zaharberritzea zailduz. 

Hainbat ikertzaile mikrobiomak genetikoki aldatzea aztertzen ari dira, bizirauteko eta moldatzeko aukerak areagotzeko. Esaterako, Texas A&M Unibertsitateko zientzialariek bakterio baten, E. coli, eta zizare biribil baten erlazio sinbiotikoa erabili zuten zizarearen mikrobioma genetikoki ingeniaritzeko 2021ean. Ohartu ziren fluoreszentzia kentzen duten geneak E. coliren plasmidoan sartzen zirenean, hura kontsumitzen zuten harrek fluoreszentzia erakusteari utziko zioten. Urte berean, Kaliforniako San Francisco Unibertsitateko zientzialariek arrakastaz kargatu zituzten bakterioen ehizarako birusak CRISPR geneak editatzeko sistemarekin, E. coli-ko kromosomak ezabatzeko.

2018an, Harvard Medical School-eko ikertzaileek bakterioak komunikatzeko lan egin zuten harmonian koordinatzeko eta kontrolatzeko. Seinale- eta erantzun-zirkuitu genetikoak sartu zituzten bi bakterio motatan quorum konposatu bat askatzeko eta detektatzeko. Saguak bakterio hauek elikatu zituztenean, sagu guztien erraiek seinale-transmisioaren seinaleak agertu zituzten, bakterioen komunikazio arrakastatsua dela baieztatuz. Helburua gizakiaren hesteetan ingeniaritza duten bakterioekin mikrobioma sintetiko bat sortzea da, euren artean komunikatzeko eraginkorrak diren funtzioak betetzen dituzten bitartean. 

Eragin disruptiboa 

Hesteetako mikrobioma manipulatzeko geneak editatzeko teknikak erabiltzeak duen potentziala aztertzeak osasun arazo ezberdinetan eragiten duten desorekak konpon ditzake. Esaterako, ikerketa gehiagok aurkitu dezakete terapeutika ematea giza heste konplexuan bakterioen desoreka zuzentzeko. Hesteetako osasunerako onuragarriak diren bakterioen ingeniaritza genetikoaren bidez, zientzialariek tratamendu berriak sor ditzakete hesteekin lotutako hainbat nahastetarako, besteak beste, hesteetako hanturazko gaixotasuna, heste sumingarriaren sindromea eta baita obesitatea ere. Desoreka hormonalen ondorioz diabetesa tratatzeko metodo berriagoak ere onartzen ditu. 

Bakterioak genetikoki manipulatzeko errazagoak diren arrazoi bat DNAren konposizioagatik da. Organismo txiki hauek plasmido izeneko DNA zatiak dituzte kromosoma izeneko DNAren elementu nagusiez gain. Plasmidoek beren buruaren kopiak egin ditzakete eta kromosomak baino gene gutxiago izan ditzakete, tresna genetikoekin aldatzea erraztuz. Zehazki, beste organismo batzuetako DNA zatiak bakterioen plasmidoetan sar daitezke.

Plasmidoek beren buruaren kopiak egiten dituztenean, gehitutako geneen kopiak ere egiten dituzte, transgene izenekoak. Adibidez, plasmido bati intsulina egiteko giza gene bat gehitzen bazaio, bakterioak plasmidoaren kopiak egiten dituenez, intsulina genearen kopia gehiago ere sortzen ditu. Gene hauek erabiltzen direnean, intsulina gehiago sortzen du. Hala ere, zientzialariek onartzen dute aukera hori oraindik urrun dagoela mikrobiomen konplexutasun handia dela eta. Hala ere, egungo ikerketek hainbat aplikazio izan ditzakete izurriteen kontrolan, landareen hazkuntza hobetzen eta albaitaritzako gaixotasunak diagnostikatzen. 

Ingeniaritza genetikoko mikrobiomen ondorioak

Mikrobiomaren ingeniaritza genetiko arrakastatsuaren ondorio zabalagoak ingurune anitzetan izan daitezke:

• Geneak editatzeko tresnetan, hala nola, CRISPR bezalako ikerketak areagotu ditu.
• Bioerregaiak, elikagaiak eta bestelako produktuak ekoizteko aukera berriak irekitzea, zeregin zehatzetarako hobeto egokitzen diren bakterio-tentsio berriak sortuz.
• Bakterioak bereizi gabe bideratzen dituzten antibiotikoen erabilera murriztea. 
• Medikuntza eta diagnostiko pertsonalizatuarekiko interesa areagotu da, non tratamenduak pertsona baten hesteetako mikrobiomaren arabera pertsonalizatzen diren.
• Beste gaixotasunen agerraldia areagotu dezaketen bakterioen ugalketan izan daitezkeen arriskuak.

Kontuan hartu beharreko galderak

• Giza hestearen mikrobiomaren konplexutasuna ikusita, bere ingeniaritza genetiko osoa laster posible dela uste duzu?
• Zenbaterainoko kostua izango dela aurreikusten duzu prozesu horien aplikazio hedatuak?