Infografía: Ingeniería de microbiomas con CRISPR

tLos microbios que forman el microbioma de un organismo tienen una variedad de efectos sobre su salud. Los científicos utilizan sistemas CRISPR para manipular genéticamente especies bacterianas específicas, por ejemplo las que se encuentran en el microbioma intestinal del ratón, para encontrar nuevas formas de promover la salud y tratar enfermedades.

(1) Los científicos seleccionan un microbio específico, como una especie bacteriana, para la manipulación genética mediada por CRISPR.

(2) Los investigadores entregan componentes del sistema CRISPR utilizando diferentes métodos, incluida la conjugación, la transformación por choque térmico o electroporación y la transducción por bacteriófagos.

(3) Los científicos proporcionan directamente la secuencia que codifica todos los componentes CRISPR, una proteína Cas y un ARN guía, al microbio objetivo.

(4) Alternativamente, los científicos cooptan la maquinaria CRISPR endógena de la bacteria y suministran sólo el ARN guía.

(5) Los científicos editan el ADN del microbio o provocan roturas irreparables que conducen a la degradación del ADN.

(6) En las bacterias, los científicos modifican el plásmido o el ADN cromosómico del microbio. En comunidades microbianas complejas, como el microbioma intestinal, las bacterias diseñadas con CRISPR tienen múltiples aplicaciones.

(7) Las bacterias probióticas diseñadas producen moléculas moduladoras para combatir enfermedades y restaurar la flora intestinal.

(8) Como antimicrobiano, CRISPR se dirige automáticamente al ADN de una cepa bacteriana patógena.

(9) Al editar con CRISPR las bacterias intestinales comensales, los científicos modulan los efectos de estos microbios en el microbioma e influyen en los procesos relacionados con enfermedades, como la inflamación.

Referencias

1. Ramachandran G, Bikard D. Editando el microbioma al estilo CRISPR. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2019;374(1772):20180103.
2. Marsh JW, et al. Hacia la ingeniería del microbioma: ampliar el repertorio de miembros genéticamente manejables del microbioma intestinal humano. Annu Rev Microbiol. 2023;77:427-449.
3. Wang L, et al. Efecto intervencionista positivo de bacterias productoras de butirato modificadas genéticamente sobre los trastornos metabólicos y la alteración de la flora intestinal en ratones obesos. Espectro de microbiol. 2022;10(2):e0114721.
4. Liu L, et al. Ingeniería de probióticos basada en CRISPR-Cas. Biodes Res. 2023;5:0017.
5. Jin WB y col. La manipulación genética de microbios intestinales permite el interrogatorio de un solo gen en un microbioma complejo. Celúla. 2022;185(3):547-562.e22.

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