· El procedimiento empleado ha revolucionado la biología a escala mundial. Consiste en la interferencia de RNA, con la que se apagan selectivamente los genes de una célula
· Carlos F. Arias Ortiz y Susana López Charretón, del Instituto de Biotecnología, colaboran con especialistas de la Universidad de Harvard
· Anteriormente, se hicieron merecedores del Premio Carlos J. Finlay de la UNESCO, por sus estudios acerca de los rotavirus
Los investigadores del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, Carlos F. Arias Ortiz y Susana López Charretón, realizan un estudio –en colaboración con especialistas de la Universidad de Harvard–, para identificar los genes celulares que son importantes para que los rotavirus se repliquen en el interior de la célula.
Lo llevan a cabo utilizando la interferencia del ácido ribonucleico (RNAi), fenómeno biológico por el que se inhibe la expresión de los genes de una célula. Estos genes pudieran representar blancos celulares para bloquear la replicación del virus.
Ambos especialistas se hicieron merecedores con anterioridad al Premio Carlos J. Finlay de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), por sus estudios en microbiología sobre los rotavirus, que es el agente individual más importante de las diarreas severas infantiles. El procedimiento que emplean –la interferencia de RNA–, aseguraron, está revolucionando el conocimiento de la biología a escala mundial.
Este proceso, explicaron, es una técnica creada a partir del descubrimiento de los norteamericanos Andrew Fire y Craig Mello, que les valió el Premio Nobel de Medicina en 2006, que consistió en demostrar que el RNA de doble cadena era capaz de inducir el “silenciamiento” de genes de manera altamente selectiva y sensible
Ese procedimiento consiste en introducir a la célula RNAs de interferencia, que son moléculas de RNA pequeñas (21pb) de doble cadena. Éstos se unen al RNA mensajero de secuencia complementaria y al hacerlo dirigen su degradación, lo que previene la síntesis de la proteína correspondiente, detalló Susana López.
Esta tecnología es altamente efectiva y ya se ha vuelto rutinaria en los estudios de biología celular, pues permite estudiar los procesos celulares in vivo, lo que era sumamente complicado hasta hace poco, con lo que se han conseguido resultados novedosos y de gran relevancia, detalló.
En un futuro cercano, la aplicación de la interferencia del RNA se podrá utilizar terapéuticamente para inhibir la replicación de virus, particularmente de aquellos que establecen infecciones persistentes en el hospedero, como el Virus de la Inmunodeficiencia Adquirida (VIH) o el responsable de la hepatitis C, entre muchos otros, al silenciar la expresión de genes celulares o virales, que son indispensables para su replicación.
Sin embargo, aún hace falta adelantar en el desarrollo de vehículos apropiados y eficientes que permitan introducir a los RNA interferentes en el cuerpo humano, así como para dirigirlos al lugar del organismo en donde deban ejercer su acción.
La investigación que realiza en la actualidad, en conjunto con Daniela Silva Ayala, estudiante de doctorado del posgrado en Ciencias Bioquímicas, y el doctor Tomás López Díaz, investigador titular asociado a su grupo, consiste en identificar los genes celulares necesarios para la replicación de los rotavirus. La estrategia que siguen se basa en silenciar, mediante RNA de interferencia, la mayoría de los genes de la célula humana.
Este ensayo consiste en utilizar una colección de aproximadamente 22 mil RNAs pequeños interferentes, cada uno de ellos localizado en receptáculos individuales llamados pozos, que contienen los diferentes RNAs pequeños, se crecen las células y se infectan con rotavirus. Normalmente el virus se multiplicará en el interior de las células y las destruirá.
Sin embargo, en la estrategia experimental descrita, en algunos de los pozos infectados el virus no se multiplicará y las células sobrevivirán, lo que se deberá a que se silenció la expresión de un gen celular que es indispensable para la replicación del virus, afirmó el también director del IBt, Carlos Arias. El estudio tiene el propósito de conocer de forma íntima la relación molecular que se establece entre el virus y la célula hospedera.
Estos ensayos se llevan a cabo con tecnología robótica de punta que se tiene en la Universidad de Harvard: Por ello, debió conseguirse la colaboración con los especialistas de esa institución, refirió.
Los investigadores han trabajado con el sistema de interferencia de RNA durante los últimos ocho años, habiendo sido capaces de silenciar la expresión de cada uno de los once genes del virus, lo que les ha permitido aprender sobre la función e identificar blancos que potencialmente pudieran utilizarse para atacar al rotavirus.
Además del potencial terapéutico de estos hallazgos, el grupo de Arias y López busca identificar y caracterizar las vías de señalización intracelular que desencadena la infección viral, las que pueden inducirse como una respuesta de defensa de la misma célula, pero a su vez, ser utilizadas por el virus para replicarse de manera más eficiente, en la guerra de estrategias permanente que se establece entre la célula infectada y el virus invasor.
Carlos Arias y Susana López mencionaron que además del trabajo con el rotavirus, en su grupo de investigación están también utilizando esta tecnología para inhibir la replicación del virus de influenza y en el Instituto de Biotecnología la emplean otros grupos para aprender sobre el papel de microRNAs en la respuesta a sequía en plantas, para aprender sobre la biología del desarrollo utilizando a la mosca de la fruta Drosophila como modelo, o para estudiar la función de neuropéptidos, entre otras aplicaciones.
En la actualidad, este tipo de investigación es de alto costo, principalmente porque la síntesis de los RNAs interferentes de doble cadena es cara y sólo están disponibles comercialmente en Estados Unidos. A pesar de esto, México participa de manera importante en estos estudios y se encuentra a la vanguardia en la lucha contra el rotavirus gracias al trabajo del IBt.
Arias mencionó que el Instituto de Biotecnología está en proceso de adquirir un nuevo sintetizador de oligonucleótidos, que le permitirá a la Unidad de Síntesis y Secuenciación de Macromoléculas sintetizar RNAs interferentes de doble cadena a mediados del presente año, los que se pondrán a disposición de la comunidad universitaria y nacional. Con ello, se espera que esta tecnología pueda ser más accesible a los grupos de investigación en diferentes áreas y aumente considerablemente su uso.
Créditos: Universidad Nacional Autónoma de México (www.sabersinfin.com)
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