Programando bactérias para combater o câncer - Tal Danino

Veja a lição completa: https://ed.ted.com/lessons/hacking-bacteria-to-fight-cancer-tal-danino

Em 1884, um paciente infeliz que teve um câncer em rápido crescimento no pescoço adoeceu com uma infecção bacteriana de pele sem relação. Quando ele se recuperou da infecção, o câncer surpreendentemente começou a regredir. A infecção havia estimulado o sistema imunológico do paciente. Hoje, os biólogos sintéticos programam bactérias para fornecer medicamentos com segurança diretamente aos tumores. Como isso é possível? Tal Danino investiga.

Lição de Tal Danino, direção de Chris Bishop.

Em 1884, a sorte de um paciente
parecia ir de mal a pior.

Esse paciente teve um câncer
em rápido crescimento no pescoço

e depois adoeceu com uma infecção
bacteriana de pele sem relação.

Mas logo, algo inesperado aconteceu:

quando ele se recuperou da infecção,
o câncer também começou a regredir.

Quando um médico chamado William Coley
localizou o paciente sete anos depois,

não havia mais sinais visíveis do câncer.

Coley acreditava que estava acontecendo
algo extraordinário:

a infecção bacteriana havia estimulado
o sistema imunológico do paciente

a combater o câncer.

A feliz descoberta de Coley
o levou ao pioneirismo

na injeção intencional de bactérias
para tratar com êxito o câncer.

Mais de um século depois,

biólogos sintéticos encontraram
uma maneira ainda melhor

de usar esses aliados, antes improváveis,

programando-os para fornecer medicamentos
com segurança diretamente aos tumores.

O câncer ocorre quando as funções normais
das células são alteradas,

fazendo-as se multiplicarem rapidamente
e formarem abcessos chamados tumores.

Tratamentos como radiação,
quimioterapia e imunoterapia

tentam matar células malignas,

mas podem afetar todo o corpo
e alterar tecidos saudáveis no processo.

No entanto, algumas bactérias,
como a E. coli,

têm a vantagem única de conseguir crescer
seletivamente dentro de tumores.

Na realidade, o núcleo de um tumor
forma um ambiente ideal

no qual conseguem
se multiplicar com segurança,

escondidas das células imunológicas.

Em vez de causar infecção,

as bactérias podem ser reprogramadas

para transportar
medicamentos contra o câncer,

agindo como cavalos de Tróia
que atacam o tumor por dentro.

Essa ideia de programar bactérias

para detectar e reagir
de maneiras inovadoras

é o foco principal de um campo
chamado Biologia Sintética.

Mas como as bactérias
podem ser programadas?

A chave está na manipulação de seu DNA.

Ao inserir sequências genéticas
específicas nas bactérias,

elas podem ser instruídas
a sintetizar moléculas diferentes,

inclusive aquelas que interrompem
o crescimento do câncer.

Elas também podem ser criadas
para se comportar de modo muito específico

com a ajuda de circuitos biológicos,

que programam comportamentos diferentes,

dependendo da presença, ausência
ou combinação de certos fatores.

Por exemplo, tumores apresentam
baixos níveis de oxigênio e pH

e produzem em excesso
moléculas específicas.

Biólogos sintéticos conseguem programar
bactérias para detectar essas condições

e, ao fazer isso, reagir a tumores
sem afetar tecidos saudáveis.

Um tipo de circuito biológico,

conhecido como circuito
de lise sincronizado, ou SLC,

permite que as bactérias
não apenas forneçam medicamentos,

mas que façam isso em um horário definido.

Primeiro, para evitar danos
a tecidos saudáveis,

a produção de medicamentos anticâncer
começa à medida que as bactérias crescem,

o que ocorre apenas
dentro do próprio tumor.

Em seguida, após a produção
dos medicamentos,

um interruptor faz
com que as bactérias explodam

ao atingir um limite crítico da população.

Isso libera o medicamento
e diminui a população de bactérias.

No entanto, uma certa porcentagem
das bactérias permanece viva

para repovoar a colônia.

Por fim, sua quantidade aumenta o bastante
para acionar o interruptor novamente,

e o ciclo continua.

Esse circuito pode ser ajustado
para fornecer medicamentos

em qualquer horário periódico
que seja melhor para combater o câncer.

Essa abordagem se mostrou promissora
em ensaios científicos com camundongos.

Os cientistas não apenas
conseguiram eliminar com sucesso

os tumores de linfoma
injetados com bactérias,

como também a injeção
estimulou o sistema imunológico,

preparando as células imunológicas

para identificar e atacar
linfomas não tratados

em outras partes do camundongo.

Ao contrário de muitas outras terapias,

as bactérias não têm como alvo
um tipo específico de câncer,

mas, sim, as características gerais

compartilhadas por todos
os tumores sólidos.

As bactérias programáveis também não estão
limitadas ao simples combate ao câncer.

Em vez disso, elas podem servir
como sensores sofisticados

que monitoram locais de futuras doenças.

As bactérias probióticas seguras

podem talvez estar dormentes
dentro de nossas entranhas,

onde detectam, previnem e tratam doenças

antes que tenham a chance
de causar sintomas.

Os avanços da tecnologia criaram
entusiasmo em torno de um futuro

da medicina personalizada impulsionada
por nanorrobôs mecânicos.

Mas, graças a bilhões de anos de evolução,

já podemos ter um ponto de partida

na inesperada forma
biológica de bactérias.

Adicione biologia sintética à mistura,

e quem sabe o que será possível em breve.