Ingenieros del MIT y la Universidad de California en San Diego han ideado una nueva forma de detectar cáncer que se ha diseminado al hígado, al reclutar la ayuda de los probióticos; unas bacterias beneficiosas similares a las encontradas en el yogur.
Muchos tipos de cáncer, incluyendo el de colon y de páncreas, tienden a hacer metástasis en el hígado. Si los médicos pueden encontrar estos tumores con anticipación, es más probable que puedan tratar el cáncer con éxito.
Con el uso de una cepa inofensiva de E. coli que coloniza el hígado, los investigadores programan a las bacterias para producir una señal luminiscente que puede ser detectada con un simple análisis de orina. Bhatia y Jeff Hasty, profesores de biología en la UCSD, son los autores principales de un documento que describe el nuevo enfoque en esta semana en la revista Science Translational Medicine. Los autores principales son el postdoc Tal Danino del MIT y el postdoc Arthur Prindle de la UCSD.
Ayuda Microbiana
Estudios previos habían demostrado que las bacterias pueden penetrar y crecer en el microambiente tumoral, donde hay una gran cantidad de nutrientes y el sistema inmunológico del cuerpo se vea comprometido. Debido a esto, los científicos han estado intentando durante muchos años para desarrollar bacterias como un posible vehículo para el tratamiento del cáncer.
Los investigadores del MIT y de UCSD comenzaron a explorar esta idea hace unos años, pero pronto ampliaron sus esfuerzos para incluir el concepto de la creación de un diagnóstico bacteriano. Para activar bacterias en dispositivos de diagnóstico, los investigadores diseñaron las células para expresar el gen para una enzima de origen natural llamada lacZ que escinde la lactosa en glucosa y galactosa. En este caso, lacZ actúa sobre una molécula inyectada en los ratones, que consiste en galactosa vinculado a luciferina, una proteína luminiscente producida naturalmente por las luciérnagas. La luciferina se escinde de galactosa y se excreta en la orina, donde se puede detectar fácilmente mediante una prueba de laboratorio común.
Al principio, los investigadores estaban interesados en el desarrollo de estas bacterias para inyectarlas en los pacientes, pero luego decidieron investigar la posibilidad de la entrega de las bacterias por vía oral, al igual que las bacterias probióticas que se encuentran en el yogur. Para lograr eso, se integraron sus circuitos de diagnóstico en una cepa de E. coli inofensiva llamado Nissle 1917, que se comercializa como un promotor de la salud gastrointestinal.
En pruebas con ratones, los investigadores encontraron que las bacterias suministradas por vía oral no se acumulan en los tumores por todo el cuerpo, pero que no era previsible cero en los tumores de hígado debido a la vena porta hepática los lleva desde el tracto digestivo al hígado.
Esto permitió al equipo a desarrollar un especializado de diagnóstico para los tumores hepáticos. En las pruebas en ratones con cáncer de colon que se ha propagado al hígado, las bacterias probióticas colonizaron casi el 90% de los tumores metastásicos.
En los experimentos con ratones, los animales que recibieron las bacterias modificadas no mostraron efectos secundarios nocivos.
Detección más sensible
Los investigadores se centraron en el hígado, no sólo porque es un objetivo natural para estas bacterias, sino también porque el hígado es difícil de diagnosticar con técnicas de imagen convencionales, como la tomografía computarizada o una resonancia magnética, por lo que es difícil de que se diagnostiquen tumores metastásicos.
Con el nuevo sistema, los investigadores pueden detectar tumores hepáticos mayores de aproximadamente un milímetro cúbico, que ofrece más sensibilidad que los métodos de imagen existentes. Este tipo de diagnóstico podría ser más útil para el seguimiento de los pacientes después de haber tenido un tumor de colon eliminado debido a que están en riesgo de recurrencia en el hígado, aseguraron los investigadores.
La investigación fue financiada por el Centro Ludwig de Oncología Molecular del MIT, el profesor Amar G. Bose con la Beca de Investigación, los Institutos Nacionales de Salud a través del Centro de San Diego para los Sistemas de Biología, con el apoyo de Grant Koch Institute del Instituto Nacional del Cáncer de los EEUU.
Fuente: Instituto Koch Integrativa de Investigación del Cáncer en el MIT
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