Bacterias manipuladas contra el c¨¢ncer

Una gran parte de la investigaci¨®n contra el c¨¢ncer se basa en buscar peque?as mol¨¦culas (candidatos a f¨¢rmacos) que obstruyan los genes y prote¨ªnas mutantes del tumor. En el otro extremo del espectro est¨¢ el planteamiento de utilizar bacterias completas, modificadas gen¨¦ticamente para atacar a las c¨¦lulas cancerosas. En un nuevo trabajo de este segundo tipo, los cient¨ªficos han manipulado una cepa de salmonela para que se infiltre en tumores de rat¨®n y, peri¨®dicamente, se autodestruya de forma coordinada liberando una sustancia antitumoral. El experimento ha funcionado bien en ratones, pero es solo un primer paso hacia su posible aplicaci¨®n cl¨ªnica.

El bioingeniero Jeff Hasty y sus colegas de la Universidad de California en San Diego y el MIT (Massachusetts Institute of Technology, en Boston) se han apoyado en un circuito gen¨¦tico artificial que han puesto a punto en los ¨²ltimos a?os. Este circuito tiene una doble funci¨®n: por un lado, funciona como un cron¨®metro, imponiendo un comportamiento peri¨®dico a la bacteria que lo acoge. Por otro, sincroniza a todas las bacterias de una poblaci¨®n, en este caso para autodestruirse y liberar la sustancia antitumoral. Todo esto, desde luego, es m¨¢s f¨¢cil de decir que de hacer. El presente trabajo es el quinto de una serie de art¨ªculos en Nature sobre el dise?o del circuito.

Se han apoyado en un circuito gen¨¦tico artificial? que funciona como un cron¨®metro, imponiendo un comportamiento peri¨®dico a la bacteria que lo acoge

Los siguientes dos p¨¢rrafos pueden parecer un trabalenguas, pero dan una idea de los fundamentos del sistema. Una peque?a mol¨¦cula llamada AHL, que se difunde libremente dentro y fuera de la bacteria, activa a una prote¨ªna que a su vez activa a tres genes: el primero sintetiza la sustancia antitumoral; el segundo, a alta concentraci¨®n, destruye a la bacteria y libera todos sus contenidos; y el tercero sintetiza al propio activador original, AHL. Estos bucles autoalusivos, o de retroalimentaci¨®n (positiva, en este caso), son el coraz¨®n de cualquier sistema complejo, artificial o natural.

El sistema funciona as¨ª: recuerda que AHL difunde libremente dentro y fuera de la bacteria. Cuando hay pocas bacterias en la poblaci¨®n, casi todo este AHL se pierde en el medio, el circuito permanece inactivo y las bacterias siguen proliferando. Cuando las bacterias alcanzan una densidad cr¨ªtica, sin embargo, el AHL se acumula dentro de las bacterias, el circuito se dispara y casi todas ellas se autodestruyen liberando la sustancia antitumoral en sincron¨ªa, a concentraciones muy altas. Las pocas bacterias que quedan vivas repiten el ciclo. Fin del trabalenguas.

Es posible que este tipo de poblaciones de bacterias que liberan f¨¢rmacos de forma peri¨®dica y sincronizada puedan resultar ¨²tiles en otro tipo de enfermedades como la diabetes

¡°La idea de utilizar bacterias para luchar contra el c¨¢ncer ha estado circulando durante m¨¢s de un siglo¡±, comenta Shibin Zhou, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, o implicado en el trabajo. ¡°En 1891, el cirujano William Coley infect¨® a pacientes con la bacteria Streptococcus en un intento de activar el sistema inmune para atacar el c¨¢ncer¡±. El resultado fue pobre, y tuvo complicaciones derivadas de la toxicidad de ese microorganismo. Ha sido solo en tiempos recientes que la idea ha resucitado, y actualmente hay varios modelos bacterianos en estudios experimentales.

La investigaci¨®n est¨¢ muy lejos de cualquier aplicaci¨®n cl¨ªnica concebible. ¡°En esta investigaci¨®n¡±, dice Zhou, ¡°el tratamiento de los ratones con los microbios manipulados no destruy¨® el tumor; los tumores se encogieron durante 18 d¨ªas, y despu¨¦s empezaron a crecer de nuevo. Un enfoque terap¨¦utico requerir¨ªa, muy probablemente, notables mejoras de las bacterias modificadas, o utilizar bacterias en combinaci¨®n con inmunoterapia o con otros agentes anticancerosos m¨¢s potentes¡±.

Es posible, por otro lado, que este tipo de poblaciones de bacterias que liberan f¨¢rmacos de forma peri¨®dica y sincronizada puedan resultar ¨²tiles en otro tipo de enfermedades como la diabetes, la hipertensi¨®n u otras dolencias que requieran una administraci¨®n peri¨®dica de medicamentos. Sea como fuere, la nueva disciplina de la biolog¨ªa sint¨¦tica est¨¢ empezando a abrirse camino en el duro mundo de la investigaci¨®n biom¨¦dica.