Desde su invención, la quimioterapia demostró ser una herramienta valiosa en el tratamiento de muchos tipos de cáncer, pero tiene un gran inconveniente. Además de matar las células cancerosas, también puede matar las células sanas como las de los folículos pilosos, causando calvicie, y los que recubren el estómago, causando náuseas.
Investigadores del Instituto de Tecnología de California, EE.UU., pueden tener una mejor solución: bacterias genéticamente modificadas y controladas por sonido que buscan y destruyen las células cancerosas.
Bacterias entrenadas destruyen las células tumorales
En un nuevo artículo que aparece en la revista Nature Communications, los investigadores del laboratorio de Mikhail Shapiro, profesor de ingeniería química e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, muestran cómo desarrollaron una cepa especializada de la bacteria Escherichia coli (E. coli) que busca e infiltra tumores cancerosos cuando se inyecta en el cuerpo de un paciente. Una vez que las bacterias llegaron a su destino, se pueden activar para producir medicamentos contra el cáncer con pulsos de ultrasonido.
“El objetivo de esta tecnología es aprovechar la capacidad de los probióticos diseñados para infiltrarse en los tumores, mientras se usa ultrasonido para activarlos y liberar medicamentos potentes dentro del tumor”, dice Shapiro.
Cómo nació la idea de usar ultrasonido contra el cáncer
El punto de partida para su trabajo fue una cepa de E. coli llamada Nissle 1917, que está aprobada para usos médicos en humanos. Después de ser inyectadas en el torrente sanguíneo, estas bacterias se propagan por todo el cuerpo.
El sistema inmunológico del paciente luego las destruye, a excepción de aquellas bacterias que colonizaron tumores cancerosos, que ofrecen un ambiente inmunodeprimido.
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Para convertir las bacterias en una herramienta útil para tratar el cáncer, el equipo las diseñó de manera que contuvieran dos nuevos conjuntos de genes.
- Un conjunto de genes es para producir nanocuerpos, proteínas terapéuticas que desactivan las señales que un tumor utiliza para prevenir una respuesta antitumoral por parte del sistema inmunitario. La presencia de estos nanocuerpos permite que el sistema inmunitario ataque el tumor.
- El otro conjunto de genes actúa como un interruptor térmico para encender los genes nanocuerpo cuando las bacterias alcanzan una temperatura específica.
Al insertar los genes dependientes de la temperatura y nanocuerpos, el equipo pudo crear cepas de bacterias que solo produjeron los nanocuerpos supresores de tumores cuando se calentaron a una temperatura desencadenante de 42-43 grados centígrados.
La temperatura normal del cuerpo humano es de 37 grados centígrados, por lo que estas cepas no comienzan a producir sus nanocuerpos antitumorales cuando se inyectan en una persona. En cambio, crecen silenciosamente dentro de los tumores hasta que una fuente externa los calienta a su temperatura desencadenante.
Qué es el ultrasonido enfocado
“El ultrasonido enfocado nos permitió activar la terapia específicamente dentro de un tumor”, explica Mohamad Abedi, un exestudiante de doctorado en el grupo de Shapiro que codirigió el proyecto y ahora es becario postdoctoral en la Universidad de Washington. “Esto es importante porque estos potentes medicamentos, que son tan útiles en el tratamiento de tumores, pueden causar efectos secundarios significativos en otros órganos donde nuestros agentes bacterianos también pueden estar presentes”.
“Este es un resultado muy prometedor porque muestra que podemos dirigir la terapia correcta al lugar correcto en el momento adecuado”, dice Shapiro. “Pero como con cualquier nueva tecnología, hay algunas cosas que optimizar, incluida la adición de la capacidad de visualizar los agentes bacterianos con ultrasonido antes de activarlos y dirigir los estímulos de calentamiento a ellos con mayor precisión”.
