Comparación de modelos de ratones transgénicos y de adenovirus hACE2 para la infección por SARS-CoV-2

Figura 1: Generación de operadores booleanos por parte de Gemini. Autoría propia

Tipo de Animal: Ratones transgénicos K18-hACE2.

Método de Obtención:

K18-hACE2 Transgenic Mice: Estos ratones se obtienen mediante la microinyección de ADN en cigotos. Se inserta el gen humano ACE2 bajo el control del promotor de la citoqueratina 18 (K18) en el ADN de los cigotos de ratón. Los embriones modificados se implantan en hembras receptoras, resultando en ratones transgénicos que expresan hACE2 en sus tejidos epiteliales. Este modelo es particularmente valioso para estudiar la patogénesis de SARS-CoV-2 y evaluar la eficacia de vacunas y tratamientos antivirales.

Adenovirus-Mediated Delivery System: En este método, se utiliza la transducción viral para introducir el gen hACE2 en los ratones. Se produce un vector adenoviral que lleva el gen hACE2, y se administra mediante instilación intranasal, lo que permite la expresión temporal del receptor en las células del epitelio respiratorio. Este sistema es flexible y se puede aplicar a múltiples fondos genéticos de ratones, siendo útil para estudiar la infección pulmonar sin causar una enfermedad sistémica severa.

Función:

Modelo transgénico K18-hACE2: Este modelo se utiliza para probar vacunas y antivirales debido a su capacidad para replicar el SARS-CoV-2 a altos títulos en los cornetes nasales, pulmones y cerebro, con alta letalidad y producción de citoquinas/quimiocinas. Proporciona un modelo riguroso para estudios iniciales.

Sistema de entrega mediada por adenovirus: Este método resulta en la replicación viral a títulos más bajos limitados a los cornetes nasales y los pulmones y no muestra signos clínicos de infección. Ofrece flexibilidad para su uso en múltiples antecedentes genéticos y cepas de ratones modificados, y es adecuado para estudios que se centran en la infección pulmonar sin enfermedad sistémica severa (1).

Figura 2: Infección por SARS-CoV-2 con B6-K18-hACE2. Los ratones B6 K1 8-hACE2 se infectaron con 1×104 PFU de SARS-CoV-2 y se monitorearon para determinar la pérdida de peso (A) y los títulos virales (B y C) de acuerdo con la línea de tiempo indicada. n = número de animales en el día 0, a medida que los animales se recolectaban para los títulos, n se redujo de acuerdo con el diagrama. Recuperado de:http://dx.doi.org/10.1080/22221751.2020.1838955

Ventajas de los transgénicos

1. Incremento de la producción agrícola y ganadera: Las cosechas pueden ser resistentes a plagas y condiciones climatológicas adversas, lo que resulta en una mayor multiplicación de cosechas y un incremento notable de productos alimenticios.

2. Producción de medicamentos y productos médicos: Se pueden generar medicamentos como hormonas de crecimiento humano, insulina e interferón, así como productos de interés comercial y farmacéutico a gran escala y a precios reducidos.

3. Biorremediación: Los organismos transgénicos pueden degradar eficientemente compuestos tóxicos y contaminantes, como el petróleo y el tolueno, lo que beneficia al medio ambiente.

4. Xenotrasplantes: Los transgénicos permiten la posibilidad de trasplantes entre especies diferentes, como órganos de animales modificados genéticamente para ser compatibles con el cuerpo humano.

5. Mejora de la calidad nutritiva de los alimentos: Los transgénicos pueden ser diseñados para aumentar el contenido nutricional de los alimentos, proporcionando vitaminas y minerales adicionales, lo cual es beneficioso para combatir deficiencias nutricionales en poblaciones vulnerables​ (2).

Desventajas de los transgénicos

1. Riesgos para la salud: La manipulación genética puede afectar la salud humana, causando posibles efectos adversos a largo plazo que aún no se comprenden completamente.

2. Impacto ambiental: Los transgénicos pueden afectar negativamente al medio ambiente, incluyendo la flora y la biodiversidad, y podrían causar la desaparición de especies a través de la polinización cruzada.

3. Dependencia económica: Existe el riesgo de que los agricultores se vuelvan económicamente dependientes de las grandes empresas que comercializan semillas y productos transgénicos, afectando la economía local y la soberanía alimentaria.

4. Preocupaciones ecológicas: La introducción de transgénicos en la naturaleza puede causar un caos ecológico si ciertos genes se extienden sin control, como el gen Bt, que podría llevar a la desaparición de insectos esenciales para el ecosistema.

5. Controversias éticas y sociales: La sociedad a menudo ve los transgénicos como antinaturales y peligrosos, lo que genera resistencia y debate sobre su uso y aceptación (2).

Referencias bibliográficas:

1. Rathnasinghe R, Strohmeier S, Amanat F, Gillespie VL, Krammer F, García-Sastre A, et al. Comparison of transgenic and adenovirus hACE2 mouse models for SARS-CoV-2 infection. Emerg Microbes Infect [Internet]. 2020 [citado el 28 de julio de 2024];9(1):2433–45. Disponible en: http://dx.doi.org/10.1080/22221751.2020.1838955

2. O´Farril L, Caridad L. Transgénesis: una aproximación a sus riesgos y beneficios. Acta méd centro [Internet]. 2021 [citado el 28 de julio de 2024];15(1):141–55. Disponible en: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid

ADN recombinante

ADN DE RECOMBINACIÓN NATURAL

Tras la pista de los replicadores: la transferencia de genes en la naturaleza

En el fascinante mundo del sexo bacteriano, la conjugación permite la transferencia horizontal de genes de una célula donadora a una receptora a través de plásmidos, mientras que la transformación implica que una bacteria adquiera segmentos de ADN de bacterias lisadas. Por otro lado, la transducción facilita la transferencia de material genético entre bacterias mediante la intervención de virus como mensajeros genéticos. Estos mecanismos ilustran la increíble versatilidad de las bacterias en intercambiar información genética y adaptarse a su entorno de manera sorprendente (1).

Figura 1: La conjugación bacteriana permite la transferencia de material genético entrebacterias por contacto directo, mediante puentes de unión y conexión entre las dos células. Recuperado de: https://www.researchgate.

                                                ADN DE RECOMBINACIÓN ARTIFICIAL

CLONACIÓN, EXPRESIÓN Y SEROREACTIVIDAD DE LA PROTEÍNA DE CONJUNTO DE LIPOPOLISACÁRIDO RECOMBINANTE – D (LPTD) DE Bartonella bacilliformis

T: Clonación, expresión y purificación de la proteína LptD recombinante de Bartonella bacilliformis.

O: Evaluar la serorreactividad de la proteína LptD recombinante para su potencial uso en el desarrollo de vacunas contra la Bartonella bacilliformis.

G: El dominio extracelular de la proteína LptD (dex_lptD) de Bartonella bacilliformis.

ER: NcoI y XhoI.

EL: T4 ligasa.

V: pET28a(+).

CR: Escherichia coli TOP10 (cepa de clonación) y Escherichia coli BL21 (DE3)pLysS (cepa de expresión).

MTG: Transformación por el método de cloruro de calcio:El método de cloruro de calcio es una técnica para introducir ADN en células bacterianas, como E. coli. Se trata de incubar las células en una solución de cloruro de calcio y luego aplicar un choque térmico para facilitar la absorción del ADN.

MIC: El cultivo de las cepas de E. coli transformadas se realizó en placas de agar, donde se seleccionaron colonias que presentaban el plásmido pET28a(+) - dex_lptD. Se obtuvieron un total de 116 colonias en la placa de ligado, lo que indica una alta tasa de transformación.

Para identificar los clones que contenían el gen dex_lptD, se utilizó la técnica de PCR (reacción en cadena de la polimerasa) en colonias seleccionadas al azar. Esta técnica permitió amplificar el gen de interés y confirmar su presencia en las colonias transformadas.

Los productos de amplificación obtenidos a través de la PCR confirmaron la presencia del gen dex_lptD en las colonias seleccionadas. Esto permitió proceder con la secuenciación del gen para verificar su integridad y asegurar que no hubiera cambios nucleotídicos respecto al molde original. Posteriormente, se utilizó esta información para realizar la transformación en la cepa de expresión E. coli BL21(DE3)pLysS, donde también se confirmó la correcta transformación mediante PCR. 

Figura 2: Modelo 3D del dominio de ensamblaje de lipopolisacáridos extracelulares recombinantes - D de Bartonella bacilliformis (dexr_LptD). Recuperado de: https://doi.org/10.17843/rpmesp.2022.391.9292

Referencias bibliográficas:  

1.Baas F, Castro L, Cuevas A. Tras la pista de los replicadores: la transferencia de genes en la naturaleza. CICY.mx [Internet]. México: Rodrigo Duno y Lila Lorena, 2018 [citado el 19 de julio de 2024]. Disponible en: https://www.cicy.mx

2. Flores-Nuñez A, Ventura G, Bailon H, Marcelo A, Sandoval G, Padilla-Rojas C. Clonamiento, expresión y seroreactividad de la proteína recombinante de ensamblaje de lipopolisacáridos – D (LptD) de Bartonella bacilliformis. Rev Peru Med Exp Salud Publica [Internet]. 2022 [citado el 19 de julio de 2024];39(1):15–23. Disponible en: http://dx.doi.org/10.17843/rpmesp.2022.391.9292