Pesquisadores da University of Waterloo desenvolveram bactérias geneticamente modificadas projetadas para invadir e comer tumores sólidos de dentro para fora. A abordagem usa micróbios que prosperam em ambientes sem oxigênio, visando os núcleos de tumores com baixo oxigênio. Uma modificação genética permite que as bactérias sobrevivam perto das bordas oxigenadas, controlada por um mecanismo de quorum-sensing.
Cientistas da University of Waterloo estão avançando em um novo tratamento para o câncer ao engenhar bactérias para mirar e consumir tumores sólidos internamente. A estratégia centra-se em Clostridium sporogenes, uma bactéria do solo que sobrevive apenas em condições sem oxigênio. Os núcleos internos de muitos tumores sólidos consistem em células mortas e carecem de oxigênio, fornecendo um habitat ideal para esses micróbios se multiplicarem e se alimentarem de nutrientes. nn“Esporos de bactérias entram no tumor, encontrando um ambiente com muitos nutrientes e sem oxigênio, que este organismo prefere, e assim começa a comer esses nutrientes e crescer em tamanho”, explicou o Dr. Marc Aucoin, professor de engenharia química em Waterloo. “Então, estamos agora colonizando esse espaço central, e a bactéria está essencialmente livrando o corpo do tumor.”nnUm desafio chave surge à medida que as bactérias se espalham para as bordas do tumor, onde traços de oxigênio as matam antes de erradicar completamente o câncer. Para superar isso, a equipe inseriu um gene de uma bactéria relacionada tolerante ao oxigênio, permitindo sobrevivência em áreas de baixo oxigênio. No entanto, a ativação precoce desse traço poderia permitir crescimento em partes do corpo ricas em oxigênio como a corrente sanguínea, representando riscos.nnOs pesquisadores resolveram isso incorporando quorum sensing, um sistema de comunicação bacteriano usando sinais químicos. À medida que o número de bactérias aumenta dentro do tumor, o sinal fortalece, ativando o gene de tolerância ao oxigênio apenas quando micróbios suficientes estão presentes. Isso garante ação direcionada dentro do tumor.nnEm trabalhos anteriores, a equipe modificou geneticamente Clostridium sporogenes para melhor resistência ao oxigênio. Um experimento subsequente testou o circuito de quorum-sensing programando bactérias para produzir proteína fluorescente verde, verificando o tempo de ativação. “Usando biologia sintética, construímos algo como um circuito elétrico, mas em vez de fios usamos pedaços de DNA”, disse o Dr. Brian Ingalls, professor de matemática aplicada em Waterloo. “Cada peça tem seu trabalho. Quando montadas corretamente, formam um sistema que funciona de forma previsível.”nnO projeto originou-se da pesquisa do aluno de doutorado Bahram Zargar sob supervisão de Ingalls e da professora aposentada Dr. Pu Chen. Envolve colaboração com CREM Co Labs em Toronto, cofundada por Zargar, e ex-aluna de doutorado Dr. Sara Sadr. Passos futuros incluem integrar ambas as modificações em uma única bactéria para testes pré-clínicos em tumores.nnOs achados aparecem em ACS Synthetic Biology (2025; 14(12): 4857).
