Bacterias ingenierizadas: un nuevo enfoque en el tratamiento de tumores
Estudio resalta que la clave es superar la limitación del oxígeno para entender el entorno tumoral, en una solución de ingeniería genética
Bacterias en placas de Petri para su estudio. Crédito: Prrrettty | Shutterstock
Investigadores de la Universidad de Waterloo, en Ontario (Canadá), han desarrollado una técnica que utiliza la bacteria Clostridium sporogenes para atacar tumores desde dentro, aprovechando áreas carentes de oxígeno en cánceres sólidos.
Se resalta que la clave es superar la limitación del oxígeno para entender el entorno tumoral, en una solución de ingeniería genética. El núcleo de muchos tumores sólidos presenta un ambiente sin oxígeno que resulta ideal para el crecimiento de C. sporogenes. A pesar de su capacidad para prosperar en este entorno, la bacteria enfrenta dificultades en las regiones exteriores donde hay oxígeno.
El equipo implementó modificaciones genéticas para que C. sporogenes tolere mejor el oxígeno, utilizando un sistema de comunicación bacteriana, conocido como quorum sensing, para activar esta tolerancia únicamente dentro de los tumores.
Resultados preliminares y pasos futuros
Los investigadores han logrado confirmar la funcionalidad del sistema de quorum sensing mediante la producción de una proteína fluorescente verde, asegurando que la actividad del gen ocurre en el momento adecuado.
La próxima fase consiste en combinar las modificaciones genéticas en una sola bacteria y probar su efectividad en modelos preclínicos de tumores, con el objetivo de determinar su capacidad para descomponer tumores sólidos de manera más eficaz.
Beneficios potenciales del C. sporogenes
Clostridium sporogenes ofrece beneficios potenciales en el tratamiento del cáncer al explotar regiones hipóxicas de tumores sólidos, donde los tratamientos tradicionales como quimioterapia y radioterapia fallan por falta de oxígeno y pobre flujo sanguíneo. Sus derivados no viables, como bacterias inactivadas por calor y medios condicionados, inhiben la proliferación de células cancerosas colorrectales hasta en un 94-98% en modelos 2D y 20-57% en 3D, sin riesgo de infección.
Selectividad tumoral. Germina selectivamente en zonas hipóxicas/necróticas de tumores sólidos, colonizando eficientemente sin afectar tejidos normales oxigenados. Esto supera limitaciones de cirugías (solo etapas tempranas), quimioterapia (resistencia hipóxica) y radioterapia (dependiente de oxígeno).
Efectos oncolíticos directos. Causa lisis tumoral mediante proteínas secretadas (ej. colagenasa) que degradan la matriz extracelular y alteran membranas celulares, incluso en formas inactivadas. Estudios muestran reducción mayor que dosis máximas toleradas de 5-FU cuando se usa como vector genético para enzimas prodrug.
Menor toxicidad sistémica. Formas no viables evitan infecciones y proliferación descontrolada de bacterias vivas, reteniendo citotoxicidad natural en entornos hipóxicos. Permite entrega targeted de terapias (CDEPT), activando profármacos solo en tumores.
Sinergia con terapias tradicionales. Potencia quimioterapia/radioterapia al colonizar áreas resistentes, induciendo inmunomodulación y lisis que libera antígenos tumorales. Combinaciones como COBALT erradican tumores completos en modelos preclínicos.
Tipos de cáncer que se podrían tratar
La técnica con Clostridium sporogenes aprovecha su capacidad de germinar selectivamente en regiones hipóxicas/necróticas de tumores sólidos, activando profármacos para destruir células cancerosas cercanas. Esto la hace aplicable a diversos cánceres sólidos más allá de los ya probados experimentalmente.
Tumores sólidos adecuados. Se ha demostrado potencial en modelos preclínicos para tumores sólidos con zonas hipóxicas, como SCCVII (carcinoma de células escamosas) y HT29 (cáncer colorrectal humano en xenoinjertos).
Otros cánceres potenciales
- Cánceres con necrosis tumoral, como mama, pulmón, hígado y páncreas, debido a su microambiente anaerobio similar.
- Tumores resistentes a quimioterapia/radioterapia convencional, combinados con agentes como 5-fluorocitosina o nitroreductasa.
Esta aproximación es prometedora para el 90% de los cánceres sólidos, pero requiere ensayos clínicos para validación en humanos.
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