El proceso de circuitos de genes sintéticos en los que el ganador se lleva todo abre nuevos caminos para el tratamiento de enfermedades
La investigación de Tian revela una nueva competencia de recursos en la que el ganador se lleva todos los circuitos de genes sintéticos dentro de una célula huésped. Crédito: Xiaojun Tian/ASU.
Un nuevo proceso para insertar circuitos genéticos sintéticos en células huésped, desarrollado por un equipo de bioingenieros de la Universidad Estatal de Arizona, tiene amplias implicaciones para mejorar la eficacia de una variedad de terapias para enfermedades.
La biología sintética es un campo de investigación interdisciplinario que utiliza principios de ingeniería para crear componentes biológicos que no existen en el mundo natural. Estos componentes sintéticos imitan a los organismos que evolucionaron naturalmente, pero están personalizados para combatir enfermedades, incluido el cáncer.
Un artículo publicado recientemente en Nature Communications, «Winner-Takes-All Resource Competition Redirects Cascading Cell Fate Transitions», describe cómo los circuitos genéticos se pueden reconfigurar para que no abrumen a las células anfitrionas.
«Conectamos circuitos como una cadena de Lego y los insertamos en una célula anfitriona», explicó el autor principal Xiaojun Tian, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Biológica y de Sistemas de Salud de ASU. «Los circuitos de la cadena están diseñados para realizar diferentes funciones, pero deben competir entre sí por los recursos limitados de la célula».
La competencia por los recursos ha sido un desafío en el campo de la biología sintética desde sus inicios 20 hace años que. «Encontraríamos circunstancias en las que un circuito genético en una cadena consumiría el 90 por ciento de los recursos disponibles de una célula huésped, dejando solo el 10 por ciento para el circuito restante».
El equipo de Tian ideó una forma de insertar circuitos genéticos individuales en múltiples células anfitrionas que trabajan colectivamente. Cada célula realiza una función específica, eliminando la competencia no deseada por los recursos de cualquier célula huésped. «En lugar de dividir los recursos, cada célula puede realizar el 100 por ciento de su carga de trabajo asignada», dijo Tian. «Las células huésped funcionan como una unidad conectada sin agotar los recursos de ninguna célula y cada circuito genético se convierte en un ganador».
La tecnología tiene amplias implicaciones para el tratamiento del cáncer, con futuras aplicaciones para otras enfermedades en el horizonte. El noventa por ciento de las muertes por cáncer se deben a la metástasis, la propagación de las células cancerosas a otros sitios del cuerpo. Sin embargo, la resistencia al tratamiento sigue siendo un problema importante en la terapéutica del cáncer.
«Hay muchos tipos diferentes de células en una masa cancerosa», dijo Tian. «Algunas células responden a la quimioterapia y otras no, lo que provoca resistencia al tratamiento.
Se puede construir una nueva configuración de circuitos de genes sintéticos multitarea para evitar que las células hagan metástasis en primer lugar, y al mismo tiempo hacerlas más receptivas a tratamiento».
Tian explica que los circuitos sintéticos multicelulares serán una forma mucho más eficaz de tratar el cáncer.
Explore más
Los investigadores revelan nuevos conocimientos sobre los circuitos genéticos sintéticos Más información: «La competencia de recursos ganadora se lleva todo redirige las transiciones de destino celular en cascada», Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-21125-3 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por la Universidad Estatal de Arizona Cita: El ganador se lleva todo el proceso del circuito genético sintético abre nuevas vías para el tratamiento de enfermedades (8 de febrero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-winner-takes-all-synthetic-gene-circuit-pathways.html Este documento está sujeto a los derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.