Aplicación de la nanobiotecnología con el sistema CRISPR-cas / Application of the nanobiotechnology with the system CRISP-Cas

Resumen Introducción: La nanobiotecnología y la biología sintética son ciencias que impactan en la actualidad con el lanzamiento de aplicaciones innovadoras y beneficiosas para el ser humano, estas ciencias se han fusionado para fabricar nuevos componentes para la construcción de células totalmente artificiales y la creación de biomoléculas sintéticas. Objetivo: Conocer las aplicaciones de la nanobiotecnología relacionadas con el uso del sistema CRISPR/Cas en el almacenamiento de información en el ADN bacteriano y alternativas terapéuticas. Materiales y métodos: Se realizó una revisión bibliográfica sobre las principales aplicaciones de la nanobiotecnología, en las bases de datos ScienceDirect, SciELO, PubMed y en revistas como: Nature biotechnology, Biochemistry, Science y Journal Microbiology. Resultados: La revisión de literatura describe y analiza las nuevas aplicaciones nanobiotecnológicas utilizadas para escribir información en el código genético de las células bacterianas, en el que se emplean el sistema basado en repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas (CRISPR/Cas) y la producción de ADN sintético, así como las alternativas terapéuticas relacionadas con la terapia génica. Conclusión: Entre las aplicaciones nanobiotecnológicas se han demostrado dos métodos para grabar información en el ADN de células bacterianas, de Escherichia coli y Sulfolobus tokodai vinculados con el empleo del sistema CRISPR/Cas y la producción de ADN sintético, así como el uso del CRISPR/Cas en la terapia génica y celular.

Abstract Introduction: Nanobiotechnology and synthetic biology are sciences that impact today with the launching of innovative and beneficial applications for the human being. These sciences have been amalgamated to manufacture new components for the construction of totally artificial cells and the creation of synthetic biomolecules. Objective: To know the applications of nanobiotechnology related to the use of the system CRISPR/Cas in the storage of bacterial DNA and therapeutic alternatives. Materials and methods: A bibliographical review on the main applications of nanobiotechnology was carried out in ScienceDirect, SciELO, PubMed databases and in magazines such as: Nature Biotechnology, Biochemistry, Science and Journal Microbiology. Results: The literature review describes and analyzes the new nanobiotechnology applications used to write information in the genetic code of bacterial cells, in which the system is used based on short grouped and regularly interspaced palindromic repetitions (CRISPR/Cas) and the production of synthetic DNA, as well as therapeutic alternatives related to gene therapy. Conclusion: Among the nanobiotechnology applications, two methods to record information in the DNA of bacterial cells Escherichia coli and Sulfolobus Tokodai have been shown, which are linked to the use of the system CRISPR/Cas and the production of synthetic DNA, as well as the use of CRISPR/Cas in gene and cellular therapy.

Inmunodeficiencia común variable: caracterización clínica e inmunológica de pacientes e identificación de subgrupos homogéneos con base en la tipificación de subpoblaciones de linfocitos B / Common variable immunodeficiency: Clinical and immunological characterization of patients and homogeneous subgroup definition by means of B lymphocyte subpopulation typing

Introducción. La inmunodeficiencia común variable es un síndrome heterogéneo caracterizado por infecciones recurrentes, hipogammaglobulinemia y producción deficiente de anticuerpos específicos. Las anormalidades en subpoblaciones de linfocitos en sangre periférica, particularmente de linfocitos B, permiten la clasificación de los pacientes en grupos homogéneos. Objetivo. Caracterizar clínica e inmunológicamente los linfocitos B y tipificar sus subpoblaciones en doce pacientes colombianos con inmunodeficiencia común variable, para clasificarlos en grupos homogéneos. Materiales y métodos. Se revisaron las historias clínicas de los pacientes y se evaluaron las inmunoglobulinas séricas, la proliferación de linfocitos y la hipersensibilidad retardada, así como las subpoblaciones de linfocitos y de linfocitos B mediante citometría de flujo. Resultados. Todos los pacientes presentaron infecciones respiratorias o gastrointestinales recurrentes y, algunos, infecciones en otros sistemas. Además, todos presentaban disminución de la IgG, en tanto que la IgA y la IgM fueron bajas en nueve y diez pacientes, respectivamente. En todos hubo disminución de la proliferación de linfocitos inducida por mitógenos, pero fue normal frente a antígenos específicos. La tipificación de subpoblaciones reveló valores elevados de linfocitos T en tres pacientes; siete presentaron disminución en la relación CD4+/CD8+ y, cuatro, linfocitos NK bajos. El conteo de linfocitos B fue normal en once pacientes, ocho de los cuales presentaron linfocitos B de memoria bajos, en tanto que cuatro presentaron aumento de linfocitos B de transición o de linfocitos B CD21 low . Conclusión. La tipificación de subpoblaciones de linfocitos solo permitió asignar a 11 de los pacientes a grupos homogéneos según los esquemas de clasificación internacionales, lo que indica la necesidad de agregar más criterios hasta lograr una clasificación ideal. Este estudio permitirá establecer mejores seguimientos médicos para pacientes con inmunodeficiencia común variable en grupos con alto riesgo de desarrollar complicaciones clínicas.

Introduction: Common variable immunodeficiency is a heterogeneous syndrome characterized by recurrent infections, hypogammaglobulinemia and defective production of specific antibodies. Abnormalities in peripheral blood lymphocyte subpopulations, in particular of B lymphocytes, allow the classification of patients into homogeneous groups. Objective: To perform a clinical and immunological characterization and to evaluate lymphocyte subpopulations of twelve Colombian patients with common variable immunodeficiency in order to define homogeneous groups. Materials and methods: We reviewed medical records and evaluated serum immunoglobulins (Ig), lymphoproliferation, delayed hypersensitivity and used flow cytometry to quantify peripheral blood total lymphocyte and B cell populations. Results: All patients had recurrent respiratory and/or gastrointestinal infections, while some also had infections affecting other systems. All patients had abnormally low serum IgG levels, while IgA and IgM levels were reduced in nine and ten patients, respectively. Lymphoproliferation to mitogen was lower in patients than in healthy controls but lymphoproliferation to specific antigen was normal in all. Flow cytometry revealed high numbers of T cells in three patients, while seven had a low CD4+/CD8+ ratio and four had reduced NK cells . Eleven patients had normal B cell counts, and eight of them also showed decreased memory B lymphocytes, and four had increased transitional or CD21 low B lymphocytes. Conclusion: Lymphocyte typing allowed assigning all but one patient to homogeneous groups according to international classification schemes, indicating the necessity of including more criteria until an ideal classification is achieved. This study will lead to a better medical monitoring of common variable immunodeficiency patients in groups at high risk of developing clinical complications.