Legionella, Bacterias Kamikazes y Cáncer

La idea de crecer bacterias en un recipiente para tomar con recurrencia porciones equivalentes y desechables de esa suspensión activa y aplicarlas a una medida biológica subyace al desarrollo de un biosensor para la determinación de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) que un grupo de atrevidos patentamos hace 20 años, con el número de patente WO1998053090A1. Las posibilidades de utilizar cíclicamente las bacterias como sensores altamente conservados, reproducibles y auto-regenerables era un campo fascinante dentro de la biotecnología.

Dos años después, en el año 2000, nacía un campo emergente llamado biología sintética, cuando a Jim Collins se le ocurrió insertar un circuito genético en la bacteria E. coli (http://dx.doi.org/10.1038/nrmicro3239 ). Y es que esa fascinación antes referida no solo sigue vigente hoy en día, sino que con la llegada de la denominada biología sintética, alimenta el esfuerzo de otros grupos para utilizar cíclicamente bacterias vivas con fines terapéuticos.

El uso de elementos sensores renovables es también la característica esencial del test Legipid® para la determinación rápida de Legionella. Aquí se trata de esferas magnéticas tapizadas por anticuerpos. Estos anticuerpos se unen a las moléculas de la superficie de Legionella (los antígenos). Esta suerte de “velcro molecular” permite capturar la célula de Legionella, que queda pegada a la esfera. Un imán se encarga de separarla para medirla por una reacción de color. Estas porciones de esferas captoras, equivalentes entre medidas y desechables (o reutilizables con otros fines) son la expresión de una “superficie sensora renovable” en un biosensor para aguas. Aquí podéis ver un vídeo sobre el proceso.

También con el propósito inicial de desarrollar un biosensor acuático, en la Universidad de California San Diego y el Instituto Tecnológico de Massachusetts han programado en 2016 relojes genéticos en bacterias para conseguir un comportamiento cíclico. Pero este objetivo ha virado hacia un propósito terapéutico y ahora las bacterias programadas  producen una sustancia anti-cancerígena, se auto-destruyen  y liberan esa sustancia, llevándose por delante células humanas cancerígenas.

Estas bacterias son pequeños quimio-terapeutas sincronizados por una pequeña molécula denominada AHL, que pasa muy bien de unas células a otras y “pone de acuerdo” la comunidad microbiana para que por encima de una cantidad de AHL se active el gen suicida, y sobreviene así un suicidio bacteriano colectivo y sincronizado por “quorum sensing”, cuando la cantidad de bacterias es de unos pocos miles de células. El momento de la sincronización ha sido visualizado haciendo que se produzca también una proteína verde fluorescente, y resulta sencillamente espectacular (https://youtu.be/fnpIIZrjMtM ).

Es una destrucción biológica masiva que habilita la liberación local de una carga útil de sustancia anti-cancerígena. Las pocas bacterias que sobreviven restauran la comunidad y crecen hasta que la molécula sensora alcanza el nivel en que de nuevo se activa la transcripción sincronizada de una proteína de lisis.

Lo que hoy se sabe es que el tamaño del tumor en ratones se reduce y aumenta su esperanza de vida. Pero no se ha conseguido que ninguno sobreviva. Hay que resolver problemas. La estabilidad de los circuitos genéticos insertados frente a las mutaciones, las posibles combinaciones de varias proteínas terapéuticas, y como aplicar estas terapias a los humanos son retos que van a llevar muchísimo trabajo. Mientras los robots revolucionan la política fiscal y se discute si deben pagar impuestos, es posible que en unos 5-10 años veamos dónde ha llegado esta visión cibernética de lo biológico, con al advenimiento de nuevas herramientas moleculares como la tecnología CRISPR/Cas9, para “editar” o “modificar” el genoma de cualquier célula. Unas tijeras moleculares que pueden impulsar la biología sintética.

Es un momento interesante.

Autor: Guillermo Rodríguez, Director Científico de Biótica.

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Blog para hablar y comentar sobre la detección rápida de Legionella en agua y su problemática actual. Legipid Legionella Fast Detection es un kit para la detección rápida de Legionella basado en anticuerpos.

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