Investigadores estadounidenses diseñan bacterias capaces de detectar tumores

Científicos de la universidad de San Diego, en Estados Unidos, han diseñado bacterias capaces de detectar la presencia de ADN tumoral en un organismo vivo. Esta innovación podría allanar el camino hacia nuevos biosensores capaces de identificar diversas infecciones, cánceres y otras enfermedades. 

Anteriormente, las bacterias habían sido diseñadas para llevar a cabo diversas funciones diagnósticas y terapéuticas, pero carecían de la capacidad de identificar secuencias de ADN específicas y mutaciones fuera de las células. El nuevo “ensayo celular para la transferencia horizontal selectiva de genes discriminados por CRISPR” o “CATCH” fue diseñado para hacer precisamente eso. "Cuando comenzamos este proyecto hace cuatro años, ni siquiera estábamos seguros de si era posible usar bacterias como sensores para detectar el ADN de los tumores de los mamíferos", explica el líder del equipo científico Jeff Hasty, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas y Ciencias Biológicas de la universidad San Diego.

Se sabe que los tumores dispersan o eliminan su ADN en los entornos que los rodean. Bajo la estrategia CATCH, los investigadores diseñaron bacterias, utilizando tecnología CRISPR, para probar secuencias de ADN y comparar esas muestras con secuencias de cáncer predeterminadas. Comenzaron a formular la posibilidad de diseñar bacterias que ya prevalecen en el colon, como biosensores capaces de repartirse por el intestino para detectar el ADN liberado de los tumores colorrectales.

Para ello se centraron en el Acinetobacter baylyi, una bacteria en la que Rob Cooper, co-primer autor del estudio, identificó los elementos necesarios tanto para captar el ADN como para utilizar CRISPR para analizarlo. "Sabiendo que el ADN libre de células se puede movilizar como una señal o una entrada, nos propusimos diseñar bacterias que respondieran al ADN del tumor en el momento y lugar de la detección de la enfermedad", explica.

Los investigadores diseñaron, construyeron y probaron la Acinetobacter baylyi como un sensor para identificar el ADN de las KRAS, un gen que está mutado en muchos cánceres. Para ello, programaron la bacteria con un sistema CRISPR que separaba copias no mutadas de este gen. Esto significa que sólo las bacterias que hubieran adoptado formas mutantes de KRAS, como las que se encuentran en los cánceres, sobrevivirían para señalar o responder a la enfermedad. “Fue increíble cuando vimos bajo el microscopio las bacterias que habían absorbido el ADN del tumor. Los ratones con tumores desarrollaron colonias bacterianas verdes que habían adquirido la capacidad de crecer en placas de antibióticos”, explican los investigadores.

Los investigadores ahora están adaptando su estrategia con nuevos circuitos y diferentes tipos de bacterias para detectar y tratar cánceres e infecciones humanos. "Hay mucho potencial para diseñar bacterias que permitan prevenir el cáncer colorrectal, un tumor que está inmerso en una corriente de bacterias, ayudando a dificultar su progresión", concluyen.

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