Pelotón bacteriano administra medicamentos por señales térmicas

¿Qué es LIFE?
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Bacterias modificadas lideran ataque contra enfermedades

En lugar de encoger a los médicos y enviarlos dentro del cuerpo de un paciente al estilo Viaje alucinante, el empleo de microbots y bacterias modificadas en la lucha contra el cáncer u otras enfermedades podría ser más opciones realistas.

Un nuevo estudio de Caltech sugiere una manera de controlar las bacterias creadas para tal misión, manipulando la temperatura alrededor de ellas para activar cuándo y dónde liberan los medicamentos, y cuando pueden necesitar autodestruirse.

Actualmente, los microbios están siendo probados por su capacidad de combatir enfermedades, pero no es suficiente enviarlos al cuerpo sin una meta clara, ya que tienden a terminar en más órganos, no sólo en el sitio de un tumor.

Si las bacterias liberan una carga de medicina en la parte incorrecta del cuerpo, el tratamiento puede no ser tan eficaz, y podrían tener efectos secundarios.

Para solucionar esto, los investigadores de Caltech desarrollaron una técnica para controlar hacia dónde viajan las bacterias, y asegurarse de que solo apuntan a las áreas deseadas.

"Las bacterias pueden ser diseñadas para actuar como agentes especiales que combaten enfermedades en nuestros cuerpos", dice Mikhail Shapiro, investigador principal del estudio. "Estamos construyendo una especia de walkie-talkies para las células para que podamos escuchar y hablar con ellos". 

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Estos "agentes especiales" obtienen sus órdenes a través de cambios en la temperatura que los médicos potencialmente podrían desencadenar con impulsos dirigidos de ultrasonido.

Para desarrollar bacterias que respondan a señales térmicas, los investigadores buscaron interruptores genéticos que dependen de la temperatura, y finalmente se centraron en dos proteínas candidatas: una de Salmonella y otra de bacteriófago.

Utilizando una técnica de ingeniería llamada "evolución dirigida", el equipo desarrolló versiones de las proteínas activadas a temperaturas entre 36º y 39º C. Cuando estos interruptores genéticos están conectados a ciertos procesos, cambios deliberados de temperatura pueden desencadenar los resultados deseados.

Bacterias responden a cambios de temperatura

"Cuando estábamos pensando en cómo hacer que las bacterias detecten la temperatura, examinamos la naturaleza y encontramos algunos sistemas en los que las bacterias pueden hacer esto", dice Dan Piraner, co-autor principal del estudio.

"Hemos probado el rendimiento, hemos encontrado los que tuvieron el mejor rendimiento de interruptor, de ahí nos dimos cuenta de que éstos podían ser sintonizados y amplificados, todo comenzó con lo que la naturaleza nos dio, y la ingeniería nos llevó al resto del camino", añadió.

Con estos interruptores térmicos, las bacterias pueden ser instruidas a liberar fármacos sólo a ciertas temperaturas. Luego, utilizando pulsos dirigidos de ultrasonido para calentar el tejido en la parte requerida del cuerpo, los científicos podrían dirigir las bacterias para activar el tratamiento en un sólo sitio del tumor, evitando complicaciones en otras partes del cuerpo.

La temperatura también podría actuar como un comando de autodestrucción si fuera necesario. Estas bacterias manipuladas podrían ser instruidas a destruirse si la temperatura se hace demasiado fría si, por ejemplo, fueron excretadas del cuerpo en las heces, o demasiado caliente, en el caso de una fiebre.