Científicos de la Universidad de Waterloo (Canadá) están programando para que las bacterias modificadas genéticamente entren profundamente en tumores sólidos para consumir nutrientes. Debido a que el núcleo del tumor suele carecer de oxígeno, este es un ambiente ideal para el desarrollo de microorganismos anaeróbicos.
Mediante la intervención genética, el grupo de expertos creó un ataque biológico meticuloso, abriendo una nueva esperanza para la hoja de ruta del tratamiento del cáncer, según informó Science Daily el 23 de febrero.
El foco de la investigación es Clostridium sporogenes, un tipo de bacteria que se encuentra comúnmente en el suelo. La característica natural de esta especie es que solo existe en un ambiente completamente anaeróbico. Mientras tanto, los centros de los tumores específicos están formados por células muertas y deficiencia de oxígeno, creando las condiciones perfectas para la replicación bacteriana.
Las esporas bacterianas entran en el tumor, encuentran un ambiente rico en nutrientes y sin oxígeno. Aquí, comienzan a consumir nutrientes y crecen gradualmente", dijo el Dr. Marc Aucoin, profesor de la Universidad de Waterloo. "Hemos asentado a las bacterias en ese espacio y, básicamente, ayudarán al cuerpo a eliminar el tumor".
El mayor desafío es que cuando las bacterias se extienden al borde del tumor, donde hay oxígeno, morirán antes de que puedan destruir todas las células cancerosas. Para solucionarlo, los científicos han insertado un gen resistente al oxígeno de la bacteria parental en el código genético de Clostridium sporogenes. Sin embargo, si este gen se activa demasiado pronto, las bacterias pueden crecer en el torrente sanguíneo, causando peligro.
Para resolverlo, el grupo de investigación utilizó el mecanismo de "sensor de densidad" (quorum sensing). Las bacterias secretarán continuamente señales químicas; solo cuando la densidad bacteriana alcance un nivel lo suficientemente alto dentro del tumor, el sistema activará el gen antioxidante. Este mecanismo asegura que las bacterias solo activen la capacidad de supervivencia cuando sea realmente necesario.
El grupo de investigación aplica la biología sintética para diseñar bacterias que funcionen con precisión como una placa de circuito. "Construimos una estructura similar a un circuito eléctrico, pero en lugar de cables, usamos segmentos de ADN. Cada segmento de ADN asume una tarea separada, ayudando a que el sistema funcione de manera estable", compartió el Dr. Brian Ingalls, profesor de matemáticas aplicadas en la Universidad de Waterloo.
Después de probar con éxito la capacidad de fluorescencia para confirmar el momento de activación del gen, el siguiente paso del proyecto es combinar todo el sistema de control en una sola bacteria para su evaluación en ensayos preclínicos.
La investigación es el resultado de una colaboración multidisciplinaria en la Universidad de Waterloo y el Centro de Investigación Ambiental Microbiana de Toronto (Canadá), con el objetivo de convertir la exploración científica en soluciones médicas prácticas para los humanos.
Si tiene éxito, este método puede abrir un nuevo enfoque en el tratamiento del cáncer: utilizando microorganismos bien programados para atacar el tumor desde el interior, donde los métodos tradicionales suelen ser difíciles de acceder.
