Diseñan bacterias capaces de detectar tumores

A nivel global, el cáncer colorrectal ocupa el tercer puesto con cifras que alcanzan el 10% de todos los casos de cáncer y representa la segunda causa de muerte relacionada con tumores, según datos de la OMS. En España, mientras tanto, el cáncer colorrectal es el más frecuente y se ha incrementado un 22% en los últimos 10 años según información del Observatorio de la Asociación Española Contra el Cáncer.

La prevención o la detección temprana, por lo tanto, resulta clave en este tipo de tumores. Y una estrategia podría ser el uso de bacterias. Estos organismos ya se habían utilizado previamente para detectar enfermedades respondiendo a metabolitos o patógenos específicos. Pero ahora un equipo de científicos de la Universidad de California San Diego, liderados por Jeff Hasty, ha diseñado una especie de bacteria para detectar mutaciones específicas en el ADN humano.

Estas bacterias, Acinetobacter baylyi, normalmente no son patógenas y son naturalmente competentes para captar ADN mediante transferencia horizontal de genes. Los autores aprovecharon esta propiedad, diseñando estas bacterias para que identifiquen una mutación asociada con el cáncer. La bacteria detectó su objetivo tanto en cultivo como en ratones que tenían tumores con la mutación relevante después de que la bacteria fuera administrada por enema rectal, lo que sugiere una posible aplicación clínica.

Su innovación, que detectó cáncer en el colon de ratones, podría allanar el camino a nuevos biosensores capaces de identificar diversas infecciones, cánceres y otras enfermedades. Hasta ahora las bacterias se habían diseñado para llevar a cabo diversas funciones diagnósticas y terapéuticas, pero carecían de la capacidad de identificar secuencias de ADN específicas y mutaciones fuera de las células. El nuevo ensayo, publicado en Science, muestra cómo se puede hacer precisamente esto: hacer diana en una sección específica del ADN vinculada con la presencia de tumores.

"Cuando comenzamos este proyecto hace cuatro años, ni siquiera estábamos seguros de si era posible usar bacterias como sensor para el ADN de los mamíferos – explica Hasty en un comunicado -. La detección de cánceres gastrointestinales y lesiones precancerosas es una oportunidad clínica atractiva para aplicar esta invención".

Esto es posible ya que los tumores dispersan su ADN en su entorno. Si bien algunas tecnologías pueden analizar el ADN purificado en el laboratorio, no podían detectar el ADN donde se liberaba. La estrategia descrita por el equipo de Hasty se basó en utilizar la técnica de edición genética CRISPR para probar secuencias de ADN y comparar esas muestras con secuencias de cáncer predeterminadas.

"Muchas bacterias pueden tomar ADN de su entorno, una habilidad conocida como competencia natural - añade Rob Cooper, coautor del estudio -. Sabiendo que el ADN libre de células se puede movilizar como una señal o una entrada, nos dispusimos a diseñar bacterias que respondieran al ADN del tumor en el momento y lugar de detección de la enfermedad".

El avance se basa en ideas previas relacionadas con la transferencia horizontal de genes, una técnica utilizada por los organismos para mover material genético entre sí de una manera distinta a la herencia genética tradicional de padres a hijos. Si bien la transferencia horizontal de genes es ampliamente conocida de bacteria a bacteria, los investigadores lograron su objetivo de aplicar este concepto de tumores de mamíferos y células humanas a bacterias.

"Fue increíble cuando vi las bacterias que habían absorbido el ADN del tumor bajo el microscopio. Los ratones con tumores desarrollaron colonias bacterianas verdes que habían adquirido la capacidad de crecer en placas con antibióticos", añade Cooper.

Los responsables del hallazgo ahora están adaptando su estrategia de biosensores de bacterias con nuevos circuitos y diferentes tipos de bacterias para detectar y tratar cánceres e infecciones humanas.

"Hay tanto potencial para diseñar bacterias para prevenir el cáncer colorrectal, un tumor que está inmerso en una corriente de bacterias, que los avances son fundamentales – concluye Hayst -. Existe un futuro en el que nadie podría morir de cáncer colorrectal. Esperamos que este trabajo sea útil para los bioingenieros, científicos y, en el futuro, los médicos, en la búsqueda de este objetivo".

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