Una de las bacterias más comunes en el intestino humano, las 'Bacteroides thetaiotaomicron', ahora pueden ser diseñadas con nuevas funciones y volver a introducirse en el tracto intestinal. El trabajo, que se publica en la nueva revista 'Cell Systems', es un punto de partida para el diseño de estos microbios que eventualmente podrían administrar medicamentos o detectar cambios a largo plazo en el intestino que producen enfermedad inflamatoria intestinal u otras enfermedades.
La idea de diseñar bacterias con fines terapéuticos no es nueva, pero no todas las bacterias son adecuadas para las mismas tareas. El año pasado, científicos de Harvard, en Cambridge, Massachusetts, Estados Unidos, crearon 'E. Coli' para administrarlas a ratones con el fin de que detectaran trastornos en el intestino, pero el problema con 'E. Coli' es que no está presente en el intestino en niveles altos.
El grupo del MIT, dirigido por los biólogos sintéticos Timoteo K. Lu y Christopher Voigt, vio que las 'Bacteroides' tenían potencial para la expresión de genes a demanda. Además, estas bacterias comensales tienen interacciones estables a largo plazo con las células humanas y otros microbios en los intestinos, lo que significa que una bacteria diseñada y su descendencia serían capaces de quedarse durante un tiempo.
'Tomamos muchas de las herramientas que ya se están utilizando en otros organismos, (por ejemplo, promotores, secuencias de unión a ribosomas, interruptores de memoria, interferencia CRISPR) y demostramos que se podían poner en 'Bacteroides' y que funcionen', afirma Lu, autor principal del estudio e ingeniero biológico y eléctrico en el MIT. 'A continuación, mostramos que se podían implementar dispositivos genéticos en la bacteria y funcionar en el contexto del microbioma intestinal del ratón', añade.
Para que este planteamiento pueda pasar a los estudios en humanos, todavía deben abordarse algunas cuestiones. Por ejemplo, la colonización del intestino de modelos experimentales con 'Bacteroides' requirió administrar primero antibióticos a los roedores. Además, los investigadores tendrán que demostrar que las bacterias pueden ser diseñadas con comportamientos más complejos, como ser capaces de responder a muchos estímulos sensoriales.
'El campo ha llegado a un punto en el que se puede identificar un organismo de interés y realizar una serie de pasos para entender realmente cómo programar ese organismo --dice Voigt--. Para nosotros, cuando empezamos a pensar en estas ideas, incluso un organismo modelo como 'E. Coli' no estaba en un nivel en el que conseguir lo que perseguíamos. Eso ha cambiado mucho en la última década'.
'El panorama general es que las bacterias que viven en nosotros impactan en la salud humana en formas muy significativas y las técnicas existentes que tenemos para modular el microbioma --tomando antibióticos o cambiando nuestra dieta-- son relativamente limitadas --dice Lu--. Esperamos que con estas herramientas para diseñar con precisión la interfaz íntima entre bacterias y seres humanos seremos capaces de hacer frente a algunos de los principales problemas relacionados con la salud'.