La biología sintética ha avanzado en el desarrollo de células
capaces de realizar funciones específicas, desde la producción y reparto
de fármacos, hasta la detección de enfermedades en el cuerpo y toxinas
en el medio ambiente.
Dichas células, generalmente bacterias, pueden adaptarse a su entorno
de una manera en la que los dispositivos de diagnóstico actuales no
pueden. Pero debido a su comportamiento poco fiable y detección bastante
pobre en las muestras de pacientes, los biosensores bacterianos aún no
están disponibles para su uso en humanos.
Ahora, expertos del Centro Nacional de Investigaciones Científicas
(CNRS) de Francia han liderado un trabajo de diseño de bacterias
sintéticas que consiguen detectar de forma no invasiva enfermedades como
la diabetes y el cáncer en la orina.
El equipo de Alexis Courbet, científico del CNRS, desarrolló una
plataforma tecnológica que reconecta los circuitos genéticos de las
bacterias, transformándolas en dispositivos vivos de diagnóstico.
“Básicamente hemos diseñado bacterias para detectar señales
moleculares clínicamente relevantes (biomarcadores de la enfermedad) en
muestras clínicas. Utilizamos dispositivos genéticos análogos a los
transistores para amplificar las señales débiles en muestras de orina
humana o suero”, explica a Sinc Courbet.
“Con el uso de dichos amplificadores genéticos, se pueden crear estos
prototipos de biosensores para detectar biomarcadores de diagnóstico en
muestras clínicas complejas humanas”, añade.
Así, los investigadores diseñaron bacterias Escherichia coli para
localizar señales biológicas en la orina y, si se alcanza un umbral
específico, generar un cambio de color visible. Estas células de E. coli
detectan los niveles anormales de glucosa en la orina de pacientes
diabéticos casi tan bien como las tiras reactivas de orina estándar que
existen en la actualidad.
En un estudio separado, el grupo de Tal Danino, del Instituto de
Tecnología de Massachusetts (EE UU), programó bacterias capaces de
indicar la presencia de metástasis de hígado en la orina. En la
metástasis de hígado, el cáncer se disemina a este desde otro órgano en
el cuerpo. Es tratable, pero se detecta a menudo demasiado tarde. De
hecho, con las técnicas de imagen actuales pueden perderse los tumores
muy pequeños.
El equipo de Danino explotó la afinidad natural de las bacterias por
los tumores, los cuales pueden evadir la detección inmunológica. De esta
forma, los investigadores diseñaron bacterias E. coli para producir una
enzima cuando se encuentran con un tumor.
Los científicos probaron sus bacterias en varios modelos de ratón con
metástasis hepáticas, incluyendo cánceres que se originaron en el
colon, pulmón, ovarios y páncreas. Las bacterias detectaron de forma
segura y precisa la presencia de tumores en el hígado en la orina en 24
horas.
Los ratones no mostraron efectos secundarios graves durante un
periodo de un año. Además, las bacterias productoras de enzimas pueden
ser reutilizadas para la detección de otros cánceres del tracto
gastrointestinal, como el colorrectal.
Aunque se requieren aún más pruebas de seguridad antes de que las
tecnologías pueden avanzar en humanos, ambos estudios ofrecen
biosensores bacterianos que, con su detección no invasiva y simple en la
orina, pueden ser adaptados para su uso en casa o en clínicas más
aisladas.
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