Uma equipe de pesquisadores da a Universidade de Waterloo publica novos resultados fascinantes sobre uma abordagem completamente inovadora contra certos tipos de câncer.
Num estudo científico publicado em Biologia Sintética ACSos autores descrevem como modificaram bactérias geneticamente para atacar diretamente os tumores sólidocolonizando-os e literalmente consumindo o coração por dentro. Resta uma questão essencial: como transformar uma bactéria do solo numa ferramenta terapêutica precisa e segura?
Uma bactéria “faminta” que atinge as áreas mais difíceis
O princípio é baseado em uma bactéria bem conhecida pelos microbiologistas: Clostridium esporogenesum microrganismo presente naturalmente no solo. Esse espécies tem uma característica útil: só pode se multiplicar em um ambiente totalmente desprovido de oxigênio. E esta é justamente uma característica ideal diante dos tumores sólidos, cujo núcleo carece de oxigênio e é rico em nutrientes, porque as células cancerosas ali estão mortas ou exauridas.
“ Os esporos bacterianos entram no tumor e encontram um ambiente rico em nutrientes, mas pobre em oxigênio, que eles preferem. Eles então começam a se alimentar desses nutrientes e a desenvolverexplica o Dr. Marc Aucoin, professor de engenharia química em Waterloo. Então, agora colonizamos esse espaço central e a bactéria vai eliminando gradativamente o tumor do corpo. »
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Esta abordagem visa um ponto cego nos tratamentos atuais: a zona hipóxica (sem oxigênio) localizada no centro dos tumores sólidos. Lá, nem os medicamentos nem a radioterapia funcionam suficientemente bem, mas as bactérias podem.
E se bactérias geneticamente modificadas combatessem os tumores por dentro? © tilialucida, Adobe Stock
Um grande desafio: controlar a ativação de bactérias no tumor
O principal obstáculo a esta ideia simples foi a sobrevivência das bactérias na periferia do tumor. Onde o oxigênio reaparece ligeiramente, o micróbios morrer antes de terminar seu trabalho. Para contornar esse problema, os pesquisadores integraram um gene de uma bactéria relacionada, conferindo C. esporogenes melhor tolerância ao oxigênio, apenas o suficiente para sobreviver na borda do tumor sem proliferar por todo o corpo.
Mas adicionar esta capacidade apresenta um risco óbvio: bactérias resistentes ao oxigénio podem crescer no sangue ou noutros tecidos saudáveis. Para evitar este cenário, a equipa utiliza algo chamado quorum sensing, um sistema de comunicação química nas bactérias que lhes permite “sentir” a sua própria densidade.
Concretamente, este mecanismo funciona como um interruptor: o gene resistência o oxigênio só é ativado quando bactérias suficientes se acumulam no ambiente anóxico do tumor. “ Usando a biologia sintética, construímos uma espécie de circuito elétrico, mas em vez de fios condutores, usamos fragmentos deADN “, explica o Dr. Brian Ingalls. É um pouco como um trancar segurança que impede a organização de se comportar de forma insegura fora do local onde for necessário.
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O objetivo imediato agora é combinar a tolerância ao oxigênio e o sistema de detecção de quorum em uma única cepa e testá-la em modelos tumorais em condições pré-clínicas. Se estes testes forem conclusivos, poderão abrir caminho a uma nova classe de terapias bacteriano para alguns cânceres sólido.
Este projeto, que reúne biólogos, engenheiros e matemáticosilustra a ascensão da biologia sintética para projetar soluções médicas que sejam poderosas e controladas.