Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de California en San Diego (UCSD), ambas en Estados Unidos, han ideado una nueva forma de detectar el cáncer que se ha diseminado al hígado, reclutando la ayuda de los probióticos. Muchos tipos de cáncer, incluyendo los de colon y páncreas, tienden a hacer metástasis hepáticas, por lo que cuanto antes se detecten estos tumores, es más probable que se puedan tratar con éxito.
'Hay intervenciones, como la cirugía local o ablación local, que los médicos pueden realizar si la propagación de la enfermedad en el hígado es limitada, y debido a que el hígado puede regenerarse, estas intervenciones se toleran. Los nuevos datos muestran que los pacientes tienen una tasa de supervivencia más alta, por lo que hay una necesidad particular de una detección temprana de la metástasis en el hígado', dice Sangeeta Bhatia, profesora de Ciencias de la Salud e Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación en el MIT.
Mediante el uso de una cepa inofensiva de 'E. Coli' que coloniza el hígado, los investigadores programaron las bacterias para producir una señal luminiscente que puede ser detectada con un simple análisis de orina. Bhatia y Jeff Hasty, profesor de Bioingeniería de la UCSD, son los autores principales de un documento que describe el nuevo enfoque esta semana en la revista 'Science Translational Medicine'.
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 ve comprometido. Por ello, los científicos han estado intentando durante muchos años 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 y pronto ampliaron sus esfuerzos para incluir el concepto de la creación de un diagnóstico bacteriano.
Para activar bacterias en dispositivos de diagnóstico, los autores de este trabajo diseñaron las células para que expresen el gen para una enzima de origen natural llamada lacZ que divide la lactosa en glucosa y galactosa. En este caso, lacZ actúa sobre una molécula inyectada en modelos experimentales, que consiste en galactosa vinculada a luciferina, una proteína luminiscente producida naturalmente por las luciérnagas. La luciferina se separa 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 inyectar en los pacientes, pero luego decidieron analizar la posibilidad de administrar las bacterias por vía oral, al igual que las bacterias probióticas que se encuentran en el yogur. Para lograrlo, integraron sus circuitos de diagnóstico en una cepa de 'E. Coli' inofensiva llamada 'Nissle 1917', que se comercializa como promotora de la salud gastrointestinal.
En pruebas con modelos animales, los investigadores vieron que las bacterias suministradas por vía oral no se acumulan en los tumores por todo el cuerpo, pero que no era previsible que no hubiera ninguna en los tumores de hígado debido a que la vena hepática las lleva desde el tracto digestivo al hígado.
'Nos dimos cuenta de que si dábamos un probiótico, no íbamos a ser capaces de obtener concentraciones de bacterias lo suficientemente altas como para colonizar los tumores por todo el cuerpo, pero teníamos la hipótesis de que si había tumores en el hígado se obtendrían dosis más altas a partir de una administración oral', señala Bhatia, que es miembro del Instituto Koch del MIT para Investigación Integrativa del Cáncer y el Instituto de Ingeniería Médica y Ciencia.
Esto permitió al equipo a desarrollar un diagnóstico especializado para los tumores hepáticos. En las pruebas en modelos animales con cáncer de colon que se ha propagado al hígado, las bacterias probióticas colonizaron casi el 90 por ciento de los tumores metastásicos. En los experimentos con modelos animales, los que recibieron las bacterias modificadas no mostraron efectos secundarios nocivos.
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 visualizar con técnicas de imagen convencionales, como la tomografía computarizada o una resonancia magnética (MRI), por lo que es complicado diagnosticar tumores metastásicos.
Con el nuevo sistema, los investigadores pueden detectar tumores hepáticos mayores de aproximadamente un milímetro cúbico, lo 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 extirpado debido a que están en riesgo de recurrencia en el hígado, dice Bhatia. El equipo del MIT está llevando a cabo la idea de utilizar las bacterias probióticas para tratar el cáncer, así como para el diagnóstico del mismo.