Secuenciación de bacterias ARNR 16S.

AUTORES

1. Marta Salas Ostalé. Técnico Especialista en Laboratorio de Análisis Clínicos.
2. Sheila María Benito Galindo. Técnico Especialista en Laboratorio de Análisis Clínicos.
3. Aída Pérez Bona. Técnico Especialista en Laboratorio de Análisis Clínicos.
4. Carla del Amo Arregui. Técnico Especialista en Laboratorio de Análisis Clínicos.
5. María Clara Ormazabal Cundin. Técnico Especialista en Laboratorio de Análisis Clínicos.
6. Macarena Hidalgo De La Cruz. Técnico Especialista en Laboratorio de Análisis Clínicos.

RESUMEN

La ciencia avanza muy deprisa y actualmente se está trabajando con una técnica muy novedosa para poder detectar e identificar los diferentes microorganismos que pueden llegar a colonizar nuestro cuerpo y producir una enfermedad más o menos grave, con esta técnica se puede identificar la familia, especie y subespecie del microorganismo y así poder acceder al mejor tratamiento posible.

PALABRAS CLAVE

Secuenciación bacteriana. ARNr 16S, método y aplicaciones de la secuenciación.

ABSTRACT

Science progresses very quickly and is currently working with a very new technique to be able to detect and identify the different microorganisms that can colonize our body and produce a more or less serious disease. With this technique it is possible to identify the family, species and subspecies of the microorganism and thus to be able to access the best possible treatment.

KEY WORDS

Bacterial sequencing. 16S rRNA, sequencing method and applications.

DESARROLLO DEL TEMA

La secuenciación del gen del ARN ribosomial 16S (ARN rRNA). Es un método más rápido y preciso a la hora de diferenciar incluso cepas que en otras técnicas resulta muy difícil o casi imposible identificarlas, e incluso permite diferenciar cepas que fenotípicamente son idénticas^1,2.

El ARNr 16S es un complejo formado por 19 proteínas y esta forma la Subunidad 30S del Ribosoma Bacteriano y que lo tienen todas las bacterias ya que es muy importante para la función del ensamblaje ribosoma, pero también tiene la característica de que tiene regiones variables y que estas pueden ser usadas para diferenciar determinadas especies ya que se consideran como si fueran huellas dactilares y son únicas. Esta característica ha hecho que este gen sea un fragmento genético necesario para la identificación, comparación y clasificación filogenética de bacterias³.

La técnica de extracción de este complejo es por la técnica de reacción de cadena de la polimerasa comúnmente conocida como la PCR. Con esta técnica conseguimos ampliar fragmentos específicos de ADN, esta técnica se procesa mediante diferentes ciclos que estos incluyen tres pasos:

Desnaturalización (96º) Durante 1 minuto para este paso se debe alcanzar esta temperatura para poder separar o desnaturalizar las cadenas de ADN y proporcionar molde de cadena sencilla para ir al siguiente paso

Templado (55º-65º) Durante 45 segundos ahora se procede a enfriar la muestra para que los cebadores puedan unirse a sus secuencias complementarias en el mole de ADN de cadena sencilla.

Extensión (72º)l durante 2 minutos la temperatura de la reacción se aumenta para que la Taq polimerasa extiende los cebadores y sintetice las nuevas cadenas de ADN. Stan van en dirección 5 prima 3 prima.

Esto se repite durante 30-40 ciclos.

Esta técnicas de secuenciación se ha utilizado para identificación de;

1. Bacterias que no se pueden cultivar que finalmente gracias a esta técnica se ha recubierto que un patógeno nuevo..

2. Bacterias que dependiendo de sus características bioquímicas no encajen en un género en concreto, y que son patógenos que no son frecuentes encontrarlos o que simplemente tienen un perfil bioquímico ambiguo.

3. Bacterias fenotípicamente deficientes.

4. Bacterias fastidiosas o de difícil conservación, a consecuencia de sus requerimientos nutricionales.

5. Bacterias de crecimiento lento, que retrasa considerablemente la identificación.

Una de las primeras veces que se usó la técnica de secuenciación fue cuando pacientes con VIH presentaban agiomatosis, pero eran lesiones muy parecidas al sarcoma de Kaposi , pero con una diferencia que presentaba bacilos pleomórficos a los que se les denominó Agiomatosis Bacilar, estos bacilos eran muy complejos en su cultivo, y era muy difícil identificar su agente patógeno, gracias a esta técnica reveló una nueva bacteria que estaba estrechamente relacionada con Rochalimaea y o Bartonella.

También se está usando en identificación de micobacterias no tuberculosas, ya que están muy ligadas al SIDA.

Gracias al estudio de la secuenciación con rDNA 16 han descubierto 215 nuevas especies de Bacterias, de las cuales 29 de ellas pertenecen a nuevos géneros de Bacterias, pertenecientes a especimenes humanos. De estos nuevos descubrimientos se ha observado que 15 de esos nuevos géneros habían colonizado a 4 o más sujetos.

El mayor número de especies nuevas pertenecen a los géneros del Mycobacterium, Nocardia, Streptococcus sinensis, Laribacter hongkongensis, S. sinensis, L. hongkongensis y C. hathewayi , Clostridium hathewayi y Borrelia spielmanii Estos dos últimos han sido estudiados más exhaustivamente, llegándose a conocer sus reservorios y sus rutas de transmisión.

CONCLUSIONES

En la actualidad la determinación de identificación de un agente patógeno por medio de la secuenciación se está tomando como una prioridad, ya que de esta manera se facilita mucho los diagnósticos y los tratamientos en lo pacientes. La secuenciación del rDNA 16S es muy importante en la identificación de bacterias cuyos perfiles fenotipos son inusuales, bacterias raras, de crecimiento lento, bacterias que impiden ser cultivables, o también infecciones en las que las técnicas de cultivo son negativos. Esto no solo no da información a nivel de su etiología, sino que también ayuda a los médicos a elegir un tratamiento antibiótico más adecuado a determinar la duración de este y a obtener procedimientos en el control de infecciones. Mejorando así el tiempo de estancia en los hospitales y otras mejoras. Puede ser que en estos momentos todavía sean unas técnicas que hay que ir mejorando e implantando a muchos aspectos de la medicina, ya que son técnicas que tienen multitud de posibilidades, teniendo en cuenta que el coste de las mismas todavía es elevado, cuando el tiempo vaya pasando y se vaya ampliando su campo de utilización estas se irán convirtiendo en más asequibles. Aunque también hay que mejorar los aspectos de la automatización de la técnica ya que requiere una técnica muy laboriosa.

BIBLIOGRAFÍA

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4. Identificación of bacteria through 16S rRNA sequencing: Principles, methods and applications in clinical microbiology María del Rosario Rodicioa, María del Carmen Mendoza Departamento de Biología Funcional. Área de Microbiología. Universidad de Oviedo. España.
5. Este artículo es una versión modificada de «The polymerase chain reaction«, de CK-12 Foundation (CC BY-NC 3.0).Lood.
6. Fuente Ewa Bukowska-Faniband 1 Tilde Andersson,Rolf Departamento de Ciencias Clínicas Lund, División de Medicina de Infecciones, Centro Biomédico, Universidad de Lund, 221 00 Lund, Suecia.