La Ciencia Médica Desarrolla Microbios para Devorar Tumores Cancerígenos
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En una fusión innovadora de ciencias biológicas e ingeniería, investigadores de la Universidad de Waterloo están desarrollando una nueva herramienta oncológica: el uso de microbios "hambrientos" modificados para literalmente devorar los tumores cancerosos desde adentro hacia afuera.
La estrategia innovadora se centra en Clostridium sporogenes, una bacteria común del suelo que solo sobrevive en entornos completamente desprovistos de oxígeno. El núcleo interno de un tumor sólido está compuesto por células muertas y carece de oxígeno, lo que proporciona naturalmente un caldo de cultivo perfecto para que este microbio específico se multiplique.
"Las esporas de las bacterias ingresan al tumor, encontrando un entorno donde hay muchos nutrientes y nada de oxígeno, lo que este organismo prefiere, y así comienza a comer esos nutrientes y a crecer en tamaño", explicó el Dr. Marc Aucoin, profesor de ingeniería química en Waterloo. Esencialmente, esta colonia bacteriana en crecimiento se encarga de librar al cuerpo del tumor colonizando su espacio central.
Sin embargo, el equipo tuvo que superar una importante barrera biológica. A medida que los microbios se expandían hacia los bordes externos del tumor, se encontraban con niveles bajos de oxígeno y morían antes de cumplir su misión de destruir el cáncer por completo. Para resolver este problema, los investigadores introdujeron primero un gen tolerante al oxígeno proveniente de una bacteria relacionada, lo que permite que los microbios sobrevivan más tiempo cerca de las áreas del tumor expuestas al oxígeno.
Para garantizar la seguridad del paciente y evitar que estos microbios crezcan inadvertidamente en áreas ricas en oxígeno como el torrente sanguíneo, el equipo utilizó un fenómeno conocido como "percepción de quórum" (quorum sensing), un proceso natural de señales químicas liberadas por las bacterias. Las bacterias están programadas de modo que la señal para encender el gen resistente al oxígeno solo sea lo suficientemente fuerte cuando se ha acumulado una gran cantidad de bacterias dentro del tumor.
"Usando biología sintética, construimos algo así como un circuito eléctrico, pero en lugar de cables usamos fragmentos de ADN", dijo el Dr. Brian Ingalls, profesor de matemáticas aplicadas en Waterloo. "Cada pieza tiene su trabajo. Cuando se ensamblan correctamente, forman un sistema que funciona de manera predecible".
Tras realizar estudios exitosos sobre la tolerancia al oxígeno y la percepción de quórum, el equipo interdisciplinario, en asociación con la empresa de Toronto CREM Co Labs, planea ahora combinar el gen de resistencia al oxígeno y el mecanismo de sincronización en una sola bacteria. Este ataque biológico cuidadosamente programado pronto se probará en ensayos preclínicos, lo que podría ofrecer una nueva forma de destruir el cáncer.
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Microbios para Devorar Tumores Cancerígenos
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