Gatos fluorescentes que resisten al sida

Este trabajo está basado en el análisis de la técnica de identificación de transgénicos que se usa el equipo de la clínica Mayo en Minnesota (EE.UU) en el artículo publicado por la revista Nature titulado:”Antiviral restriction factor transgenesis in the domestic cat”, justificando la necesidad de la química como fundamento de muchas de las técnicas que se utilizan en ingeniería genética, sin entrar excesivamente en detalle para no extenderme demasiado y darle un enfoque más divulgativo.

El artículo narra un experimento llevado a cabo sobre la modificación genética de gatos clonados para que sean resistentes al virus del sida, exponiendo además la importancia de este trabajo para la cura del sida humano ya que ambas especies (felinos y humanos) son afectados por este lentivirus aunque sean de diferente tipo (en el caso de humanos se trata del VIH y en el caso del gato se trata del VIF).

El experimento consistió en la introducción de genes que codifican dos factores, Rhesus macaque TRIMCyp y eGFP obteniendo como resultado que los linfocitos TryCyp de los gatos transgénicos son resistentes s la replicación del virus del sida.

Esta capacidad para manipular el genoma de especies susceptibles al virus del sida puede ser usada para probar el potencial de los factores de restricción en terapias génicas para combatir el virus del sida e incluso para crear modelos de otras enfermedades infecciosas y no infecciosas.

Los humanos y los felinos tienen en común más de 250 patologías hereditarias además de poder encontrar en más del 90% de sus genes un homólogo humano entre otros factores lo que hacen del gato doméstico un animal de experimentación bastante deseable hablando de terapias génicas. Este dato es sumamente curioso dado que el felino y el humano parecen haber seguido ramas evolutivas diferentes, compartiendo un número mínimo de enfermedades producidas por los mismos agentes patógenos, reduciéndose a algunos parásitos.

El mundo tiene dos pandemias de sida, uno de los gatos domésticos y otra en los humanos. Los lentivirus causante, el virus de inmunodeficiencia felina (FIV) y el VIH-1, son muy similares en la estructura del genoma, manifestaciones de la enfermedad y el factor de la célula huésped (sistema inmunitario en ambos casos); de hecho, como dato curioso, el tratamiento cuando el sida se manifiesta es el mismo, Inmunoferon, teniendo un peor resultado en Felinos puesto que le alarga la vida un año en unas condiciones no muy deseables dado que se trata de un medicamento bastante fuerte.

Las diferencias entre estos lentivirus son informativas y potencialmente explotables. Por ejemplo, los factores de restricción lentiviral específicos de cada especie como TRIM y la proteína de restricción APOBEC3 del FIV y del VIH-1 con patrones distintivos.

Estos genes no han sido estudiados de manera controlada a nivel sistémico introduciendo en el genoma de especies susceptibles a la enfermedad un virus del sida hasta este estudio.

Lo que han hecho, por tanto, es utilizar un modelo de gato doméstico y cuatro gatos clonados modificados genéticamente estudiando la resistencia de los mismos al virus del VIF. Para estudiar las diferencias genéticas entre el modelo y los gatos clonados, localizando secuencias de ADN y comparándolas entre ambos modelos se han utilizado técnicas de identificación de transgénicos.

Dicha técnica consta de los siguientes pasos:

1. Extracción del ADN de la muestra:

1.1 Liberar el ADN de las envueltas celulares.

1.2 Separar el ADN de las proteínas y restos celulares

1.3 Aislar el ADN: O lo que es lo mismo extraer el ADN de la muestra

Para estos pasos es necesario emplear sustancias como son los buffer de extracción, SDS (detergente tensioactivo), proteinasaK, solución salina, isopropanol, solución tampón.

Procesos como el calentamiento de las muestras para desnaturalizar las proteínas, precipitación de sustancias, y para ello se hace necesario el conocimiento de la estructura molecular de las moléculas.

2. Amplificación del transgen mediante PCR: Ahora se debe averiguar si el ADN extraído contiene algún transgen. Para detectar la secuencia de ADN correspondiente al transgén es necesario amplificar previamente esta secuencia mediante una PCR. La misma técnica debe

aplicarse a otras dos muestras conocidas que servirán como control positivo y negativo, con el fin de comprobar la calidad de la muestra y el buen funcionamiento de la PCR. Se utilizará por tanto una muestra de ADN del gato clonado (control positivo) y otra del gato modelo. Para este paso se utilizan nucleótidos, primers, Taq polimerasa.

3. Identificación del transgen por electroforesis: se utiliza agarosa formada por un entramado de fibras que obstaculizan el paso de las moléculas de ADN al ser sometidas a corriente eléctrica, buffer, bromuro de etidio (se intercala entre los enlaces que unen la doble hélice del ADN y adquiere un tono fosforescente cuando se ilumina con luz ultravioleta) y agua.

Lo que ocurre de forma resumida en este último paso es:

Se colocan la muestra de ADN y los controles positivo y negativo en el gel de agarosa y se somete a una corriente eléctrica de forma que los fragmentos de ADN que están cargados negativamente avanzaran hacia el ánodo dela pila quedando más alejados de éste los más pesados. Posteriormente se añade el bromuro y se somete la lámina a luz ultravioleta para revelarla quedando un resultado parecido al de la fotografía siguiente perteneciente al artículo.

Lo que se concluye de este pequeño trabajo es que el conocimiento de las propiedades químicas y físicas de los elementos, su estructura, sus enlaces,…, etc. Son imprescindibles para elaborar técnicas como la expuesta en este trabajo que ayuden a otros campos en su desarrollo como es la Ingeniería Genética, en este caso concreto, para intentar poner remedio a una enfermedad incurable descubierta en los años 60.

Un resultado de la manipulación genética de estos gatos inmunes al sida es que son fosforescentes en la oscuridad. Este fenómeno se produce porque el equipo del proyecto también insertó un gen de proteína verde fosforescente de la medusa Aequorea Victoria en el genoma de los gatitos de forma que podían marcar las células de los gatos transgénicos. Resulta que este gen de la proteína se manifiesta en la siguiente generación ya que cruzaron dos gatitos inmunes al VIF y salió una camada de gatitos fosforescentes.

Carmen García Medina