La línea de ensamblaje del futuro: herramienta automatizada para la investigación de biología sintética

La biología sintética se está desarrollando a toda velocidad y su futuro es prometedor en varias aplicaciones, desde la investigación del comportamiento de las células cancerosas hasta la minimización de la huella de carbono. Implica el diseño y la construcción de nuevas entidades biológicas, como enzimas y células, o el rediseño de sistemas biológicos existentes. Así, las tecnologías de ensamblaje de ADN tienen una función esencial para los avances de la biología sintética. Recientemente, una colaboración entre socios académicos e industriales con el apoyo del proyecto TOPCAPI, financiado con fondos europeos, presentó una nueva herramienta de ensamblaje de ADN llamada asistente MoCLO.

Tal como se afirma en una nota de prensa publicada por «Bio-IT World», la nueva herramienta «permitirá a los biólogos sintéticos diseñar y sintetizar rápidamente construcciones de nivel cero CIDAR de MoCLO, eligiendo entre cientos de piezas biológicas estándar o usando secuencias personalizadas de ADN». Gracias a la automatización de este paso, «se reduce el tiempo que los biólogos sintéticos invierten en el diseño de ADN y aumenta la eficacia de su investigación». La nota de prensa señala, asimismo, que la herramienta será especialmente relevante para los biólogos sintéticos que estén en la fase inicial de su carrera.

Fábricas celulares

El proyecto en curso TOPCAPI (Thoroughly Optimised Production Chassis for Advanced Pharmaceutical Ingredients) tiene por objeto aprovechar la potencia biosintética de los actinomicetos. Creará fábricas celulares microbianas para la elaboración de productos farmacéuticos de alto valor, tal como se ha resumido en el sitio web del proyecto. Estos microorganismos o fábricas celulares son necesarios para la producción de la mayor parte de los antibióticos disponibles actualmente. De hecho, se sabe que los actinomicetos producen más del 80 % de los productos naturales que han servido de inspiración para elaborar antibióticos de uso comercial. Las secuencias del genoma muestran que, colectivamente, ofrecen el conjunto más grande de metabolitos secundarios. «Así, los actinomicetos están evolutivamente optimizados para elaborar productos naturales, por lo que, potencialmente, son el mejor hospedador para la producción de compuestos heterólogos de alto valor».

TOPCAPI se centra en dos hospedadores actinomicetos que se han estudiado de manera exhaustiva desde los años cincuenta del siglo pasado: «Streptomyces rimosus» y «Streptomyces coelicolor». En el sitio web del proyecto se explica que «cepas industriales típicas se han manipulado genéticamente, alejándose mucho de sus ancestros “salvajes”». Sin embargo, añade que «no hay ninguna fábrica celular de “Streptomyces” sólida disponible para la producción de alto nivel de diferentes compuestos en un contexto industrial, y solo se pueden obtener niveles suficientes de la mayoría de los compuestos producidos después de exponer el organismo huésped a varias rondas de manipulación genética intensiva y cribaje para una producción optimizada de metabolitos».

TOPCAPI tiene por objeto diseñar estas especies con un rendimiento industrial mejorado para la producción de compuestos bioactivos. Gracias al desarrollo de nuevas cepas bacterianas para la producción de antibióticos, TOPCAPI contribuirá a luchar contra el problema de la resistencia antimicrobiana.

Luchar contra bacterias multirresistentes

Aunque los antibióticos han tenido un impacto enorme en el tratamiento de enfermedades infecciosas, su uso inadecuado o excesivo ha aumentado la resistencia y contribuido a la aparición de bacterias multirresistentes. Por ejemplo, al «Staphylococcus aureus» resistente a la meticilina (SARM) es una de las causas más frecuentes de infección relacionada con la asistencia sanitaria resistente a antibióticos en todo el mundo, tal como se destaca en un informe elaborado por el Centro Europeo para la Prevención y el Control de las Enfermedades. El trabajo de TOPCAPI también ayudará a controlar la propagación de infecciones de SARM potencialmente letales. Otro compuesto desarrollado como parte de TOPCAPI permitirá producir un nuevo fármaco antiacné de uso tópico.

Para obtener más información, consulte:
Sitio web del proyecto TOPCAPI