Científicos de la Universidad de California en San Diego (Estados Unidos) y sus colegas de Australia han diseñado bacterias capaces de detectar la presencia de ADN tumoral en un organismo vivo, según publican en la revista ‘Science’.
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.
Anteriormente se habían diseñado bacterias para llevar a cabo diversas funciones diagnósticas y terapéuticas, pero carecían de la capacidad de identificar secuencias específicas de ADN y mutaciones fuera de las células. El nuevo estudio CATCH, se diseñó precisamente para eso.
«Cuando empezamos este proyecto hace cuatro años, ni siquiera estábamos seguros de que fuera posible utilizar bacterias como sensor de ADN de mamíferos –explica Jeff Hasty, jefe del equipo científico y profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas y de la Facultad de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego–. La detección de cánceres gastrointestinales y lesiones precancerosas es una atractiva oportunidad clínica para aplicar este invento».
Se sabe que los tumores dispersan, o vierten, su ADN en los entornos que los rodean. Muchas tecnologías pueden analizar ADN purificado en el laboratorio, pero no pueden detectar el ADN allí donde se libera. En el marco de la estrategia CATCH, los investigadores crearon bacterias utilizando la tecnología CRISPR para analizar secuencias de ADN que flotan libremente a nivel genómico y comparar esas muestras con secuencias de cáncer predeterminadas.
«Muchas bacterias pueden captar ADN de su entorno, una habilidad conocida como competencia natural», explica Rob Cooper, coprimer autor del estudio y científico del Instituto de Biología Sintética de la UC San Diego. Hasty, Cooper y el médico australiano Dan Worthley colaboraron en la idea de la competencia natural en relación con las bacterias y el cáncer colorrectal.
Empezaron a formular la posibilidad de diseñar bacterias, que ya prevalecen en el colon, como nuevos biosensores que pudieran desplegarse en el interior del intestino para detectar el ADN liberado por los tumores colorrectales. Se centraron en ‘Acinetobacter baylyi’, una bacteria en la que Cooper identificó los elementos necesarios tanto para captar ADN como para utilizar CRISPR para analizarlo.
«Sabiendo que el ADN libre de células puede movilizarse como una señal, o una entrada, nos propusimos diseñar bacterias que respondieran al ADN tumoral en el momento y el lugar de la detección de la enfermedad», explica Worthley, gastroenterólogo e investigador del cáncer en la Clínica de Colonoscopia de Brisbane (Australia).
En colaboración con sus colegas australianas Susan Woods y Josephine Wright, los investigadores diseñaron, construyeron y probaron ‘Acinetobacter baylyi’ como sensor para identificar ADN de KRAS, un gen mutado en muchos cánceres.
Programaron la bacteria con un sistema CRISPR diseñado para discriminar las copias mutantes de las normales (no mutadas) de KRAS. Esto significa que sólo las bacterias que hubieran captado formas mutantes de KRAS, como las que se encuentran en pólipos precancerosos y cánceres, por ejemplo, sobrevivirían para señalar o responder a la enfermedad.
La nueva investigación se basa en ideas previas relacionadas con la transferencia horizontal de genes, una técnica utilizada por los organismos para trasladar material genético de unos a otros de forma distinta a la tradicional herencia genética de padres a hijos. Aunque 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 al microscopio las bacterias que habían absorbido el ADN tumoral. En los ratones con tumores crecieron colonias bacterianas verdes que habían adquirido la capacidad de crecer en placas antibióticas», señala Wright.
Los investigadores están adaptando ahora su estrategia de biosensores bacterianos con nuevos circuitos y distintos tipos de bacterias para detectar y tratar cánceres e infecciones humanas.
«Hay muchas posibilidades de diseñar bacterias para prevenir el cáncer colorrectal, un tumor que está inmerso en una corriente de bacterias que podrían ayudar, o dificultar, su progresión», concluye Woods.
Fuente: infosalus.com