Dispersión del gen de resistencia a amikacina aac (6´)-Ib y estrategias para su inhibición por tecnología antisentido

Authors
Soler Bistué, Alfonso Juan de la Cruz
Publication Year
2010
Language
Spanish
Format
doctoral thesis
Status
Published version
Director/a de tesis
Zorreguieta, Angeles
Tolmasky, Eduardo
Description
Los antibióticos fueron uno de los grandes logros de la medicina del siglo pasado. Sin embargo, el (ab)uso intensivo de los mismos en los últimos 50 años ha generado la emergencia de bacterias de fenotipo resistente a varios antibióticos conocidas como cepas multirresistentes. Su aparición es causa de complicaciones y muertes de otra manera evitables y const ituye un problema de salud gravísimo a nivel nacional y global debido a que las pocas opciones de tratamiento existentes se están agotando. Por otro lado, los escasos antibióticos nuevos que se desarrollan al poco tiempo generan la emergencia de resistencias preexistentes en el metagenoma. En particular, es preocupante la creciente frecuencia de aparición en la clínica del gen aac(6')-Ib que genera resistencia a aminoglicósidos, entre ellos la amikacina. Una opción a explorar es el silenciamiento de genes de resistencia mediante tecnologías antisentido con el fin de prolongar la vida útil de los antibióticos existentes. En esta Tesis por un lado se exploran las plataformas genéticas en las que este gen se ha dispersado a nivel molecular y celular. Por otro lado se muestra que la expresión de pequeños ARNs antisentido, llamados secuencias guiadas externamente (EGS), es capaz de inhibir la expresión del gen de resistencia a aminoglucósidos aac(6')-Ib. Sin embargo, estas moléculas de ARN son sumamente susceptibles a las nucleasas. Se explora entonces también el uso de análogos de acidos nucleicos no hidrolizables como EGSs. Se muestra cómo la administración exógena de EGSs de cooligómeros de ácidos nucleicos cerrados (LNA) y ADN es también capaz de convertir un fenotipo resistente a un antibiótico a uno susceptible por un mecanismo mediado por ARNasa P. Estos resultados sugieren que el silenciamiento de genes de resistencia con cooligómeros de ADN y LNA podría servir para prolongar la utilidad de los antibióticos existentes.
Antibiotic discovery was one of the main achievements in medicine in the last century. However, their intensive (ab)use in the last 50 years has lead to the emergence of bacteria resistant to multiple drugs known as multiresistant strains. These strains cause treatment complications and avoidable deaths constituting a serious health issue at national and global level as the scarce treatment options are getting exhausted. On the other hand, the few new antibiotics generate resistance shortly after released as they act as selecting agents of the preexistent resistance genes present on the metagenome. Notably, the increasing prevalence of aac(6')-Ib in the clinical setting is a serious concern as it generatesresistance to several aminoglycosides including amikacin. Silencing of antimicrobial resistance genesusing antisense techniques is a good alternative for the rational design of drugs that may permit to prolong the usefulness of the currently employed antibiotics. In this Thesis work, the genetic platforms that allow aac(6')-Ib dispersion at the cellular and molecular level are explored. On the other hand, it is shown that expression of small antisense RNAs called external guide sequences (EGS) is capable of inhibiting the expression of this gene, rendering resistant strains, susceptible to amikacin. However, small RNA molecules such as EGSs are rapidly degraded by cellular nucleases. Hence, the use of non-hydrolysable nucleic acid analogs cooligomers as EGS is explored. The exogenous administration of a Locked Nucleic Acid (LNA)/DNA cooligomer as EGS is capable of converting an amikacin resistant phenotype to a susceptible one by an RNAse P mediated mechanism. These results suggest that gene silencing using LNA/DNA cooligomers might be useful to prolong the use of amikacin.
Fil:Soler Bistué, Alfonso Juan de la Cruz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Subject
PLASMIDOS
TRANSPOSONES
INTEGRONES
INV117
PMET1
AMIKACINA
ARN
AAC(6´)
ARN ASA P
EGS
LNA
TECNOLOGIAS ANTISENTIDO
VIBRIO CHOLERAE
KLEBSIELLA PNEUNONIAE
AAC(6´)-Ib
ARNasa P
PLASMIDS
TRANSPOSONS
INTEGRONS
AMIKACIN
INV117
PMETI
RNA
AAC(6´)-IB
RNA SE P
LNA
EGS
ANTISENSE TECHNOLOGIES
VIBRIO CHOLERAE
KLEBSIELLA PNEUNONIAE
Access level
Open access
License
http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar
Repository
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institution
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
OAI Identifier
tesis:tesis_n4763_SolerBistue