Investigadores de la Universidad de Waterloo han desarrollado bacterias modificadas genéticamente diseñadas para invadir y comer tumores sólidos desde dentro hacia fuera. El enfoque utiliza microbios que prosperan en entornos sin oxígeno, apuntando a los núcleos de tumores con bajo oxígeno. Una modificación genética permite que las bacterias sobrevivan cerca de los bordes oxigenados, controlada por un mecanismo de detección de quórum.
Científicos de la Universidad de Waterloo están avanzando en un nuevo tratamiento contra el cáncer al ingeniar bacterias para atacar y consumir tumores sólidos internamente. La estrategia se centra en Clostridium sporogenes, una bacteria del suelo que sobrevive solo en condiciones sin oxígeno. Los núcleos internos de muchos tumores sólidos consisten en células muertas y carecen de oxígeno, proporcionando un hábitat ideal para que estos microbios se multipliquen y se alimenten de nutrientes. nn“Las esporas de bacterias entran en el tumor, encontrando un entorno con muchos nutrientes y sin oxígeno, 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. “Así, ahora estamos colonizando ese espacio central, y la bacteria esencialmente está eliminando el tumor del cuerpo.”nnUn desafío clave surge cuando las bacterias se extienden hacia los bordes del tumor, donde el oxígeno residual las mata antes de erradicar completamente el cáncer. Para superar esto, el equipo insertó un gen de una bacteria relacionada tolerante al oxígeno, permitiendo la supervivencia en áreas de bajo oxígeno. Sin embargo, una activación temprana de este rasgo podría permitir el crecimiento en partes del cuerpo ricas en oxígeno como el torrente sanguíneo, planteando riesgos.nnLos investigadores abordaron esto incorporando detección de quórum, un sistema de comunicación bacteriano que utiliza señales químicas. A medida que aumenta el número de bacterias dentro del tumor, la señal se fortalece, activando el gen de tolerancia al oxígeno solo cuando hay suficientes microbios presentes. Esto asegura una acción dirigida dentro del tumor.nnEn trabajos anteriores, el equipo modificó genéticamente Clostridium sporogenes para una mejor resistencia al oxígeno. Un experimento posterior probó el circuito de detección de quórum programando bacterias para producir proteína fluorescente verde, verificando el momento de activación. “Usando biología sintética, construimos algo 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 función. Cuando se ensamblan correctamente, forman un sistema que funciona de manera predecible.”nnEl proyecto se originó en la investigación del estudiante de doctorado Bahram Zargar bajo la supervisión de Ingalls y la profesora retirada Dra. Pu Chen. Implica colaboración con CREM Co Labs en Toronto, cofundada por Zargar, y la exestudiante doctoral Dra. Sara Sadr. Los próximos pasos incluyen integrar ambas modificaciones en una sola bacteria para pruebas preclínicas en tumores.nnLos hallazgos aparecen en ACS Synthetic Biology (2025; 14(12): 4857).
