M J. Quinzo, M J. Perteguer, P J. Brindley, A. Loukas, J. Sotillo. Transgénesis en helmintos parásitos: breve historia y perspectivas para el futuro. BMC-Parasit Vectors. 2022; 15: 110. Parasitology Reference and Research Laboratory, Centro Nacional de Microbiología, Instituto de Salud Carlos III, Majadahonda, Madrid, Spain
Resumen (ChatGPT)
El artículo explora el desarrollo y el potencial de las técnicas de modificación genética en hemintos parásitos. Comienza rastreando la evolución histórica de la transgénesis en estos organismos, destacando los principales avances y desafíos encontrados a lo largo del camino. Los autores discuten varias metodologías empleadas para introducir y expresar genes extraños en helmintos, enfatizando tanto los éxitos como las limitaciones en diferentes especies. Además, el artículo examina las implicaciones más amplias de la transgénesis para la biología de los helmintos y las estrategias de control. Explora cómo la manipulación genética puede dilucidar los procesos biológicos fundamentales en estos parásitos, lo que podría allanar el camino para nuevos métodos de intervención, como vacunas o terapias dirigidas. Los autores también especulan sobre futuras direcciones y avances tecnológicos que podrían mejorar aún más la viabilidad y el impacto de la transgénesis en los helmintos parásitos.. En general, el artículo proporciona una descripción general completa de los logros pasados, las metodologías actuales y las perspectivas futuras de la transgénesis en gusanos parásitos, subrayando su potencial para revolucionar nuestra comprensión y gestión de estos parásitos de importancia médica y económica.
NE- La transgénesis es una técnica de biotecnología que consiste en la introducción de ADN de otra especie en el genoma de un organismo, ya sea una planta o un animal. El ADN se inserta en un vector que le permite replicarse y mantenerse en las células del organismo receptor, y eventualmente expresarse
Resumen
......."Las infecciones por helmintos afectan la salud de cientos de millones de personas en todo el mundo y también causan importantes pérdidas económicas en la ganadería. Las limitaciones metodológicas, así como la poca atención prestada al estudio de los helmintos, han afectado a la investigación biológica y, por tanto, a la obtención de diagnósticos precisos y tratamientos eficaces. La comprensión de la biología de los helmintos mediante enfoques genómicos y proteómicos podría contribuir a los avances en la comprensión de las interacciones huésped-helminto y conducir a nuevas vacunas, fármacos y diagnósticos. A pesar de los importantes avances en genómica en la última década, la falta de adaptación metodológica de las técnicas de transgénesis actuales ha obstaculizado el progreso de la investigación posgenómica en helmintología. Sin embargo, la aplicación de nuevas técnicas, como CRISPR, al estudio de trematodos y nematodos ha abierto nuevas vías para la genómica funcional impulsada por la edición genómica de estos patógenos. Esta revisión resume los avances históricos en genómica funcional en helmintos parásitos y destaca las limitaciones pendientes que deberán superarse para implementar herramientas de transgénesis."
Introducciòn
Aproximadamente una sexta parte de la población humana está infectada con helmintos parásitos, principalmente en países de regiones tropicales y subtropicales, causando retraso en el crecimiento y alteración del desarrollo cognitivo en niños, así como morbilidades significativas y discapacidades crónicas en adultos. A nivel mundial, se ha estimado que las infecciones por helmintos han resultado en aproximadamente 14 millones de años de vida ajustados por discapacidad (AVAD) perdidos anualmente durante la última década. Además, el costo anual estimado en Europa asociado con las infecciones por helmintos en el ganado (nematodos gastrointestinales, duelas hepáticas comunes y gusano pulmonar bovino) es cercano a los 2 mil millones de euros . A pesar de la importancia médica y económica de las helmintiasis, el estudio de estas enfermedades recibe menos del 1% del presupuesto de investigación mundial, y la mayoría todavía se consideran enfermedades tropicales desatendidas .
Las enfermedades humanas más comunes son causadas por helmintos transmitidos por el suelo (STHs) que causan ascariasis, tricuriasis e infección por anquilostomas (necatoriasis, anquilostomiasis), seguidas de esquistosomiasis y filariasis linfática. Se han desarrollado y utilizado algunos fármacos antihelmínticos para el tratamiento de las helmintiasis, pero con algunas limitaciones. Por ejemplo, los fármacos antihelmínticos no protegen contra la reinfección, y el fracaso del tratamiento debido al uso repetido de estos fármacos ha llamado la atención sobre el desarrollo de resistencia a los fármacos.
Además, a pesar de la promesa de larvas atenuadas, cuyo uso ha mostrado resultados prometedores en estudios de vacunas, los candidatos a vacunas recombinantes y basados en epítopos muestran una eficacia variable. Por ejemplo, un ensayo clínico de fase 1 utilizando larvas de Necator americanus atenuadas por ultravioleta provocó una respuesta inmune humoral y celular específica de antígeno que resultó en una producción larvaria reducida en los participantes vacunados.
Por el contrario, las vacunas basadas en proteínas recombinantes han confirmado su seguridad en humanos, como la glutatión- S -transferasa de Schistosoma haematobium , pero que resultó ser ineficaz para proteger contra la reinfección en un estudio de fase 3. A pesar de todos los intentos, la mayoría de las vacunas contra las infecciones por helmintos siguen atrapadas en una etapa temprana de desarrollo o están en evaluación preclínica, y todavía no se ha aprobado ninguna vacuna humana contra helmintos para su uso generalizado.
La identificación de antígenos protectores adecuados es uno de los principales retos en el diseño de vacunas. Este paso depende de la disponibilidad de bases de datos genómicas, transcriptómicas y proteómicas bien conservadas, así como de un conocimiento detallado de la biología de los helmintos. No obstante, la marcada complejidad, así como las limitaciones en la disponibilidad y el acceso a las muestras, siguen representando un gran obstáculo para la investigación básica sobre las infecciones por helmintos.
El progreso en la investigación de la biología de los helmintos ha ido de la mano con los avances en las técnicas de secuenciación genómica y caracterización del proteoma. Los parásitos helmintos tienen un genoma grande y complejo, que varía de aproximadamente 42 a > 1000 Mb con hasta 18.000 genes codificadores de proteínas.
El método shotgun de genoma completo (WGS) se utilizó para producir el primer genoma del parásito, el del nematodo filarial Brugia malayi, en 2007. El rápido desarrollo de nuevas plataformas de secuenciación, como el sistema de secuenciación Roche 454 (Roche Diagnostics) y las plataformas de secuenciación Illumina (Illumina, Inc.) ofrecieron un aumento de 1000 veces en el rendimiento sobre la tecnología de secuenciación Sanger y respaldaron la publicación progresiva de más genomas de helmintos. De hecho, proyectos como la 50 Helminth Genome Initiative han contribuido a la lista de 157 genomas de nematodos y 45 de platelmintos publicados actualmente en la base de datos WormBase ParaSite.
A medida que los datos sobre los genomas de helmintos crecieron en magnitud, también se publicaron nuevos datos transcriptómicos y proteómicos. En 2010, se informó sobre el transcriptoma completo del parásito hepático humano Clonorchis sinensis que, poco después, dio lugar a estudios proteómicos que revelaron los cambios metabólicos entre las vías aeróbicas y anaeróbicas que evolucionaron con los diversos nichos colonizados a lo largo del ciclo de vida. La disponibilidad de estos datos "ómicos" ha respaldado el desarrollo de la investigación sobre transgénesis y edición genómica, brindando información clave sobre la biología molecular de los helmintos.
Desde los primeros estudios que utilizaron biolística y la microinyección de plásmidos hasta los sistemas CRISPR/Cas9 (repeticiones palindrómicas agrupadas y regularmente inter espaciadas/asociadas a CRISPR) recientemente implementados en nematodos y trematodos, estos avances han contribuido a una amplia gama de vías y procesos, incluida la caracterización de las respuestas inmunes y las moléculas inmunomoduladoras, así como de las proteínas clave involucradas en la digestión de la hemoglobina y la integridad del tegumento en platelmintos. Sin embargo, a pesar de los muchos avances, la mayoría de los datos genómicos de los helmintos aún consisten en borradores parciales de ensamblajes, y numerosos genes "hipotéticos" permanecen sin caracterizar.
Una comprensión profunda de las aplicaciones y limitaciones de las técnicas de transgénesis disponibles nos permitirá seleccionar las técnicas correctas, así como explorar las alternativas y mejoras para ampliar nuestras posibilidades de investigación y, por ende, nuestro conocimiento sobre la biología de los helmintos. Esta revisión explora el conocimiento actual, las perspectivas y los desafíos para la investigación en biología de los helmintos mediante técnicas de transgénesis..........
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Nueva presentación el 05 de Agosto.
Cordiales saludos.
Dr. Anibal E. Bagnarelli,
Bioquímico-Farmacéutico,UBA.
Ciudad de Buenos Aires, R. Argentina
