La técnica ya ha sido probada por científicos de Estados Unidos y Australia en ratones con tumores de colon. ¿En qué consiste la estrategia y cuáles serán los próximos pasos?
Científicos de Estados Unidos y Australia han producido bacterias que pueden detectar la presencia de ADN tumoral en un organismo vivo. (Imagen ilustrativa Infobae)
Detectar el tumores que afectan a los seres humanos es siempre un desafío. En esta dirección, científicos del Universidad de California, San Diegoen Estados Unidos y colegas de Australia producen bacterias capaces de detectar la presencia de ADN tumoral en un organismo vivo.
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Con este avance se abre un nuevo capítulo en el desarrollo del llamado “sensores biológicos tecnológicamente avanzados”. Los resultados fueron publicados en la revista. Ciencia.
Esta es una innovación en biotecnología mediante el cual las bacterias pudieron detectar cáncer en el colon de ratones. A partir de los resultados, la posibilidad de allanar el camino para Nuevos biosensores capaces de identificar diversas infecciones, cánceres y otras enfermedades.según los investigadores.
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Anteriormente, las bacterias habían sido diseñadas para llevar a cabo diversas funciones diagnósticas y terapéuticas, pero no tenían la capacidad de identificar secuencias de ADN específicas y mutaciones fuera de las células. Los científicos ahora han diseñado una herramienta, a la que llaman “ATRAPAR”- para obtener ese tipo de identificaciones.
Las bacterias modificadas son un tipo de “sensor biológico tecnológicamente avanzado”. Fueron probados en ratones/Archivo
“Cuando comenzamos este proyecto hace cuatro años, ni siquiera estábamos seguros de que fuera posible utilizar bacterias como sensores de ADN de mamíferos”, explicó. Jeff Hastyjefe del equipo científico y profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas y de la Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California, San Diego.
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“La detección de cánceres gastrointestinales y lesiones precancerosas es una oportunidad clínica atractiva para aplicar esta invención”, añadió. Se sabe que los tumores dispersan o eliminan su ADN en los entornos que los rodean. Muchas tecnologías pueden analizar el ADN purificado en el laboratorio, pero no pueden detectar el ADN donde se libera.
Bajo la estrategia CATCH, los investigadores crearon bacterias utilizando la tecnología de edición de genes CRISPR para analizar secuencias de ADN flotantes a nivel genómico y comparar esas muestras con secuencias de cáncer predeterminadas.
“Muchas bacterias pueden capturar ADN de su entorno, habilidad conocida como competencia natural”, explicó. Robert Coopercoautor del estudio y científico del Instituto de Biología Sintética de la misma universidad.
Los científicos utilizaron la bacteria Acinetobacter baylyi y aplicaron la técnica de edición de genes CRISPR/Archivo
Hasty, Cooper y el médico australiano Daniel Worthley Colaboraron en la idea de competencia natural en relación con las bacterias y el cáncer colorrectal. Es por ello que comenzaron a plantearse la posibilidad de diseñar bacterias, que ya prevalecen en el colon, como nuevos biosensores que podrían desplegarse dentro del intestino para detectar el ADN liberado por los tumores colorrectales.
Se centraron en Acinetobacter baylyiuna bacteria en la que Cooper identificó los elementos necesarios tanto para capturar el ADN como para utilizar CRISPR para analizarlo.
“Sabiendo que el ADN libre de células se puede movilizar como señal o entrada, nos propusimos diseñar bacterias que respondieran al ADN tumoral en el momento y lugar de la detección de la enfermedad”, explicó Worthley, gastroenterólogo e investigador del cáncer en la Clínica de Colonoscopia de Brisbane.
En colaboración con sus colegas australianos. Susana Woods y Josefina Wrightinvestigadores diseñaron, construyeron y probaron Acinetobacter baylyi como sensor para identificar el ADN KRAS, un gen mutado en muchos cánceres.
A nivel mundial, el cáncer colorrectal es el tercer tipo de cáncer diagnosticado. Uno de los retos es detectarlo antes para tratarlo a tiempo/Archivo
Programaron las bacterias con la técnica CRISPR, diseñado para discriminar copias mutantes de normales (no mutadas) de KRAS. Esto significa que sólo las bacterias que hubieran adoptado formas mutantes de KRAS, como las que se encuentran en pólipos precancerosos y cánceres, por ejemplo, sobrevivirían para señalar o responder a la enfermedad.
La nueva investigación se basa en ideas previas relacionadas con la transferencia horizontal de genes, que es una técnica que utilizan los organismos para transferir material genético de unos a otros de forma diferente a la herencia genética tradicional de padres a hijos.
Aunque la transferencia horizontal de genes es ampliamente conocida de una bacteria a otra, los investigadores lograron su objetivo de aplicar este concepto a tumores de mamíferos y de células humanas a bacterias.
“Fue increíble cuando vi 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”, dijo Wright.
Los investigadores estiman que la herramienta que desarrollaron con la bacteria también podría ser útil para identificar diversas infecciones, cánceres y otras enfermedades/Archivo
Los investigadores ahora están adaptando su estrategia de biosensores bacterianos con nuevos circuitos y diferentes tipos de bacterias para detectar y tratar cánceres e infecciones humanos.
“Hay muchas posibilidades de diseñar bacterias para prevenir el cáncer colorrectal, un tumor que está inmerso en una corriente de bacterias que podría ayudar o dificultar su progresión”, dijo Woods.
el profesor asociado Siddhartha Mukherjee, de la Universidad de Columbia, que no participó en el estudio, indicó que en el futuro “las enfermedades se tratarán y prevendrán con células, no con pastillas. Una bacteria viva capaz de detectar ADN en el intestino es una tremenda oportunidad para actuar como centinela para buscar y destruir cánceres gastrointestinales y muchos otros”.
Aunque el nuevo invento requiere mayor desarrollo y perfeccionamiento, el equipo de Biología sintética continúa optimizando la estrategia avanzada de biosensores, dijo Hasty, afiliado al Departamento de Biología Molecular, el Departamento de Bioingeniería Shu Chien-Gene Lay y el Instituto de Biología Sintética de la Universidad de California, San Diego. “Hay un futuro en el que nadie tendrá que morir de cáncer colorrectal”, afirmó Worthley.
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Source: pagasa.edu.vn