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.