Bacterias diseñadas para detectar ADN tumoral podrían buscar y destruir cánceres gastrointestinales y de otro tipo

Los tumores liberan su ADN en el entorno que los rodea, un fenómeno conocido como desprendimiento. Si bien varias tecnologías pueden analizar el ADN purificado en entornos de laboratorio, no logran detectar el ADN en su estado liberado. Aunque las bacterias han sido diseñadas para diversas tareas diagnósticas y terapéuticas, no pueden reconocer secuencias de ADN específicas ni mutaciones fuera de las células. Ahora, los investigadores han diseñado bacterias que pueden identificar el ADN tumoral en un organismo vivo. Esta innovación, que detectó con éxito el cáncer en el colon de ratones, tiene potencial para la creación de nuevos biosensores para identificar infecciones, cánceres y otras enfermedades.

Bajo la nueva estrategia "Ensayo celular para transferencia génica horizontal discriminada por CRISPR dirigida" o "CATCH", científicos de la Universidad de California en San Diego (La Jolla, CA, EUA) utilizaron la tecnología CRISPR para diseñar bacterias capaces de evaluar secuencias flotantes de ADN a nivel genómico. Estas muestras luego se compararon con secuencias cancerosas predeterminadas. El concepto involucró la reutilización de bacterias que están presentes naturalmente en el colon como biosensores, capaces de detectar el ADN liberado de tumores colorrectales. La atención se centró en Acinetobacter baylyi , una bacteria en la que se identificaron los componentes esenciales tanto para adquirir ADN como para utilizar CRISPR para el análisis.

Imagen: Como se ve en una placa, las bacterias Acinetobacter baylyi (verdes) envuelven grupos de células de cáncer colorrectal (Fotografía cortesía de UC San Diego)

Los investigadores procedieron a diseñar, construir y evaluar Acinetobacter baylyi como un sensor para detectar ADN del gen KRAS, que con frecuencia está mutado en varios tipos de cáncer. Programaron la bacteria con un sistema CRISPR para diferenciar entre variantes mutantes y normales (no mutadas) del gen KRAS. En consecuencia, solo las bacterias que habían incorporado formas mutantes de KRAS, como las presentes en los crecimientos precancerosos y cánceres, sobrevivirían para indicar o responder a la enfermedad. Esta investigación se basa en el concepto de transferencia horizontal de genes, un método por el cual el material genético se intercambia entre organismos de una manera distinta a la herencia genética tradicional. Si bien la transferencia horizontal de genes se observa comúnmente entre bacterias, los investigadores adaptaron con éxito este concepto de tumores de mamíferos y células humanas a bacterias.

Actualmente, los investigadores están refinando su estrategia de biosensores basados en bacterias, explorando nuevos circuitos y varias especies bacterianas para detectar y tratar infecciones y cánceres humanos. Los investigadores creen que en el futuro, las intervenciones celulares superarán los métodos medicinales tradicionales. Una bacteria viva capaz de detectar ADN dentro del tracto gastrointestinal tiene un potencial notable como centinela para identificar y combatir los cánceres gastrointestinales, junto con muchas otras enfermedades malignas.

“Hay mucho potencial para 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 la investigadora Susan Woods.

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Universidad de California en San Diego