{"id":43990,"date":"2017-02-03T07:44:08","date_gmt":"2017-02-03T12:14:08","guid":{"rendered":"http:\/\/piel-l.org\/blog\/?p=43990"},"modified":"2017-02-04T10:28:56","modified_gmt":"2017-02-04T14:58:56","slug":"edicion-genetica-inmunidad-bacteriana-vs-estrategias-de-resistencia-viral","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/43990","title":{"rendered":"Edici\u00f3n gen\u00e9tica. Inmunidad bacteriana vs. Estrategias de resistencia viral"},"content":{"rendered":"

 <\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Alexis Mendoza-Le\u00f3n, PhD. <\/strong>Email: <\/strong>amendoza50@gmail.com<\/strong><\/a><\/p>\n

La coexistencia entre <\/b>un organismo pat\u00f3geno y su hospedero, no es m\u00e1s que un proceso coevolutivo, donde cada organismo trata de sobrevivir estableciendo mecanismos apropiados de defensa o evasi\u00f3n. Un ejemplo de ello es la interacci\u00f3n virus-c\u00e9lula (eucariota o procariota), ej. virus-bacteria, donde esta \u00faltima constantemente se encuentra expuesta a la infecci\u00f3n viral, que no es m\u00e1s que la inyecci\u00f3n del material gen\u00e9tico del virus y el aprovechamiento de la c\u00e9lula maquinaria celular para multiplicarse y producir nuevos virus. En respuesta, la c\u00e9lula bacteriana ha desarrollado un arsenal de mecanismos de defensa para contrarrestar la acci\u00f3n viral, como por ejemplo la modificaci\u00f3n de receptores de superficie, sistema de modificaci\u00f3n-restricci\u00f3n, mecanismos de inhibici\u00f3n de la expresi\u00f3n gen\u00e9tica mediados por RNA de interferencia (iRNA), o adquisici\u00f3n y posterior rearreglos de secuencias de DNA por transferencia gen\u00e9tica horizontal, entre otros. De igual forma, los virus han desarrollado respuestas de sabotaje y resistencia para evadir estos sistemas celulares antivirales.1,2<\/sup><\/strong><\/p>\n

Uno de los mecanismos de inmunidad adaptativa bacteriana que ha recibido gran atenci\u00f3n por su especificidad y utilidad en la edici\u00f3n de secuencias del genoma de diferentes organismos, es el sistema CRISPR-Cas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat-associated protein;<\/em> Repeticiones palindr\u00f3micas cortas interespaciadas y agrupadas regularmente). El funcionamiento del sistema est\u00e1 definido por tres etapas, en primer lugar, la incorporaci\u00f3n en el genoma bacteriano de peque\u00f1as secuencias de DNA provenientes de elementos m\u00f3viles como pl\u00e1smidos y virus que las infectan, gener\u00e1ndose el locus CRISPR. Segundo, la maquinaria bacteriana transcribe y procesa el locus CRISPR para generar un conjunto de peque\u00f1os RNA gu\u00edas (gcrRNAs), cada uno complementario a las diferentes secuencias previamente incorporadas, regi\u00f3n proto-espaciadora. Finalmente, estos gcrRNAs se asocian a prote\u00ednas con actividad de nucleasas (tijeras moleculares Cas) formando un complejo ribo-nucleoprote\u00edco, y mediante reconocimiento por complementariedad de bases y la activaci\u00f3n enzim\u00e1tica de las tijeras moleculares Cas ocurre la eliminaci\u00f3n especifica del DNA invasor, ej. DNA viral infectante. 1,2<\/sup><\/strong><\/p>\n

A pesar de la alta presi\u00f3n selectiva en el proceso de infecci\u00f3n viral por parte de un sistema como CRISPR-Cas y sus variantes (Tipo I, II y III), los virus no han sido erradicados, sugiriendo la coevoluci\u00f3n de mecanismos virales de respuesta anti CRISPR (ACr) que suprimen el sistema inmune bacteriano (Viral suppressor CRISPR:VSC), permitiendo la infecci\u00f3n viral. La evasi\u00f3n del sistema CRISPR por parte de los virus puede ocurrir por: a.<\/strong> mutaci\u00f3n, cambios puntuales o eliminaci\u00f3n (deleci\u00f3n) parcial de nucle\u00f3tidos, en la regi\u00f3n proto-espaciadora o de regiones adyacentes, evitando el reconocimiento de la secuencia blanco por parte del gu\u00eda crRNA; b.<\/strong> presencia de genes cuya expresi\u00f3n son prote\u00ednas anti-CRISPR que interfieren en la formaci\u00f3n del complejo ribo-nucleoprote\u00edco crRNA-Cas; y c.<\/strong>\u00a0 a trav\u00e9s de un sistema viral CRISPR-Cas cuya expresi\u00f3n interfiere con el sistema antiviral de la bacteria. Los primeros ejemplos de prote\u00ednas anti-CRISPR producidas por virus se demostraron en Pseudomonas aeruginosa<\/em> y posteriormente en otras especies bacterianas del phylum Protobacterias y Listeria monocytogenes<\/em>.3,4<\/sup><\/strong><\/p>\n

El uso de virus como veh\u00edculos de transporte de informaci\u00f3n gen\u00e9tica en terapias gen\u00e9ticas, al igual que su uso potencial en el tratamiento de infecciones bacterianas dado el incremento en la resistencia a antibi\u00f3ticos, determina la importancia de identificar y establecer relaciones de interacci\u00f3n entre estas estrategias anti-virales y las estrategias de resistencia desarrollada por parte de los virus. Uno de los ejemplos que claramente define lo anterior, es la aplicaci\u00f3n de CRISPR en el tratamiento de infecciones virales como la de HIV, \u00a0donde la edici\u00f3n gen\u00e9tica esta dirigidas a impedir la multiplicaci\u00f3n del virus; trabajos recientes demuestran que el virus HIV desarrolla mutaciones de la secuencia reconocida por el gcrRNA (regi\u00f3n proto-espaciadora), previniendo de esta manera la acci\u00f3n del sistema CRISPR y en consecuencia favoreciendo la propagaci\u00f3n viral, lo cual limitar\u00eda el uso de CRISPR en una posible terapia contra HIV.5<\/sup><\/strong>\u00a0 Por otro lado, CRISPR se ha utilizado de manera eficiente en la eliminaci\u00f3n de una gran cantidad de retrovirus end\u00f3genos integrados en el genoma del cerdo, los cuales hab\u00edan sido hasta ahora una barrera importante en el uso potencial de estos animales como fuente de \u00f3rganos para trasplantes en humanos. El monitoreo de la ausencia de potenciales respuestas de defensa por parte de los virus, que pudiesen relacionarse con potenciales infecciones generadas por estos virus, probablemente ser\u00e1 determinantes en el uso de estos \u00f3rganos en el proceso de xenotransplantes. 6<\/sup><\/strong><\/p>\n

La din\u00e1mica del equilibrio entre los mecanismos de defensa antiviral por parte de bacterias y las respuestas de resistencia de virus, influye en la variabilidad gen\u00e9tica de ambos organismos. El conocimiento de la relaci\u00f3n y din\u00e1mica de estos mecanismos celulares de defensa antiviral y las respuestas de resistencia por parte de los virus es de gran importancia<\/p>\n

Referencias <\/strong><\/p>\n

    \n
  1. Wiedenheheft B. 2013. <\/strong>In defense of phage. RNA Biology. 10:5, 886-890. http:\/\/dx.doi.org\/10.4161\/rna.23591<\/a><\/li>\n
  2. van der Oost J. and Brouns S.J.J. 2015.<\/strong> CRISPR sabotage. Genome Biology 16:248.DOI 10.1186\/s13059-015-0820-0<\/li>\n<\/ol>\n
      \n
    1. Pawluk A<\/a>. et al. 2016.<\/strong> Naturally occurring off-switches for CRISPR-Cas9. Cell 167. http:\/\/www.cell.com\/cell\/fulltext\/S0092-8674(16)31589-6 , DOI: 10.1016\/j.cell.2016.11.017<\/li>\n
    2. Rauch et al. 2017.<\/strong> Inhibition of CRISPR-Cas9 with Bacteriophage Proteins. Cell 168, 1\u20139. http:\/\/dx.doi.org\/10.1016\/j.cell.2016.12.009<\/a><\/li>\n
    3. Wang et al. 2016.<\/strong> CRISPR\/Cas9-derived mutations both inhibit HIV-1 replication and accelerate viral escape. Cell Reports<\/em>, 2016 DOI: 10.1016\/j.celrep.2016.03.042. http:\/\/www.nature.com\/news\/hiv-overcomes-crispr-gene-editing-attack-1.19712<\/a><\/li>\n
    4. Healy M. 2016.<\/strong> Could a gene-editing tweak make pigs organ donors for ailing humans? http:\/\/www.latimes.com\/science\/sciencenow\/la-sci-sn-gene-editing-pigs-organs-20160316-story.html<\/a><\/li>\n<\/ol>\n

      Imagen tomada de Cr\u00e9dito. An anti-CRISPR for gene editing. 2016. https:\/\/phys.org\/news\/2016-12-anti-crispr-gene.html<\/a>. Pawluk A. et al. 2016. Naturally occurring off-switches for CRISPR-Cas9. Cell 167. http:\/\/www.cell.com\/cell\/fulltext\/S0092-8674(16)31589-6 , DOI: 10.1016\/j.cell.2016.11.017<\/a><\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

      La coexistencia entre un organismo pat\u00f3geno y su hospedero, no es m\u00e1s que un proceso coevolutivo, donde cada organismo trata de sobrevivir estableciendo mecanismos apropiados de defensa o evasi\u00f3n.<\/p>\n","protected":false},"author":57,"featured_media":43991,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[446],"tags":[],"class_list":["post-43990","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","","category-ventana-molecular"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/43990","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/57"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=43990"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/43990\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/43991"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=43990"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=43990"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=43990"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}