Diseñan bacterias sintéticas capaces de detectar en orina

Diseñan bacterias sintéticas capaces de detectar en
orina diabetes y cáncer
Científicos franceses desarrollan una plataforma tecnológica que reconecta los circuitos
genéticos de las bacterias, transformándolas en biodispositivos de detección de
patologías humanas.
La biología sintética ha desarrollado células capaces de realizar funciones específicas,
desde la producción y reparto de fármacos hasta la detección de enfermedades en el
organismo 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. No obstante, los biosensores bacterianos aún no están disponibles
para su uso en humanos.
Ahora, expertos del Centro Nacional de Investigaciones Científicas (CNRS) de Francia han
diseñado 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
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bacterias, transformándolas en dispositivos vivos de diagnóstico. El estudio se publica en
Science Traslational Medicine.
“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.
Sensores de metástasis
En un estudio separado, el grupo de Tal Danino, del Instituto de Tecnología de
Massachusetts, en Estados Unidos, 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,
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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.
En la imagen, bacterias sintéticas diseñadas. / SCIENCE TRASLATIONAL MEDICINE
Science Traslational Medicine (2015); doi: 10.1126/scitranslmed.aaa3601
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