En 1884, la suerte de un paciente
parecía ir de mal en peor.
Este paciente tenía un cáncer
que crecía rápidamente en su cuello,
y luego contrajo una infección
bacteriana de piel no relacionada.
Pero entonces sucedió algo inesperado:
mientras se recuperaba de la infección,
el cáncer comenzó a retroceder.
Cuando un médico llamado William Coley
localizó al paciente siete años después,
no quedaban signos visibles de cáncer.
Coley creyó que algo
notable había ocurrido:
que la infección bacteriana
había estimulado el sistema inmunitario
del paciente para combatir el cáncer.
Su afortunado descubrimiento
lo llevó a impulsar
la inyección intencional de bacterias como
tratamiento efectivo contra el cáncer.
Más de un siglo después,
los biólogos sintéticos han encontrado
una mejor forma de usar estos
antes poco probables aliados
al programarlos para
suministrar medicamentos
de forma segura y directa a los tumores.
El cáncer ocurre cuando las funciones
normales de las células se alteran,
lo que hace que se multipliquen rápido
y formen masas llamadas tumores.
Tratamientos como la radiación,
la quimioterapia y la inmunoterapia
intentan eliminar las células malignas,
pero pueden afectar a todo el cuerpo
y deteriorar tejidos sanos en el proceso.
Sin embargo, algunas
bacterias como la E. coli
tienen la ventaja única de ser
capaces de crecer selectivamente
dentro de los tumores.
De hecho, el núcleo de un tumor
forma un ambiente ideal
donde se pueden multiplicar a salvo,
escondidas de las células inmunitarias.
En lugar de causar infección,
las bacterias pueden reprogramarse
para llevar medicamentos contra el cáncer
y actuar como caballos de Troya
que atacan el tumor desde dentro.
Esta idea de programar bacterias con
tareas novedosas de detección y respuesta
es el enfoque principal
del campo llamado Biología Sintética.
Pero ¿cómo pueden
programarse las bacterias?
La clave está en manipular su ADN.
Al insertar secuencias genéticas
particulares en las bacterias,
se les puede indicar que
sinteticen diferentes moléculas,
incluso las que interrumpen
el crecimiento del cáncer.
También puede hacerse que
se comporten de maneras muy específicas
con la ayuda de circuitos biológicos.
Estos programan diferentes comportamientos
dependiendo de la presencia, ausencia
o combinación de ciertos factores.
Por ejemplo, los tumores tienen
niveles bajos de oxígeno y pH,
y sobreproducen moléculas específicas.
Los biólogos sintéticos pueden programar
bacterias para detectar esas condiciones
y, al hacerlo, atacar los tumores
mientras evitan el tejido sano.
Un tipo de circuito biológico conocido
como circuito sincronizado de Iisis o SLC,
permite que las bacterias
no solo entreguen el medicamento,
sino que lo hagan
en un horario establecido.
Primero, para evitar dañar tejido sano,
la producción de medicinas anticáncer
comienza a medida que crecen las bacterias
y esto solo ocurre dentro del tumor mismo.
Luego, después de haber
producido los medicamentos
un botón de eliminación
hace que las bacterias exploten
cuando alcanzan un umbral
crítico de población.
Esto libera la medicina
y disminuye la población de bacterias.
Sin embargo, un determinado
porcentaje de bacterias siguen vivas
para repoblar la colonia.
Al final, su número crece lo suficiente
para activar el botón de eliminar de nuevo
y el ciclo continúa.
Este circuito se puede ajustar para
entregar medicamentos en el horario
que resulte mejor para combatir el cáncer.
Este enfoque ha demostrado ser prometedor
en ensayos clínicos con ratones.
No solo los científicos pudieron
eliminar con éxito tumores de linfoma
inyectados con bacterias,
sino que la inyección
estimuló el sistema inmunitario
preparando a las células inmunitarias para
identificar y atacar linfomas no tratados
en otras partes del ratón.
A diferencia de otras terapias,
las bacterias no se dirigen
a un tipo específico de cáncer,
sino a las características generales
compartidas por todos los tumores sólidos.
Tampoco las bacterias programables
se limitan solo a combatir el cáncer.
Pueden además servir
como sofisticados sensores
que monitorean sitios
de futuras enfermedades.
Las bacterias probióticas seguras
podrían permanecer latentes
en nuestro intestino donde han detectado,
prevenido y tratado trastornos
antes de que puedan causar síntomas.
Los avances en la tecnología han
generado entusiasmo en torno a un futuro
de medicina personalizada
impulsada por nanobots mecánicos.
Pero gracias a miles de
millones de años de evolución,
podríamos tener ya un punto de partida
en la inesperada forma
biológica de las bacterias.
Agrega biología sintética a la mezcla,
y quién sabe qué podría ser
posible dentro de poco.