Biólogos en el Massachusetts Institute of Technology han creado una versión genéticamente modificada de una bacteria común en el intestino que puede detectar el entorno allí y luchar contra la enfermedad.
Y cuando esta bacteria fabricada funciona, la prueba se ve en la materia fecal, que se ve brillante.
“Hemos querido dotar a esta bacteria con la capacidad de hacer cosas nuevas, como activar la producción de moléculas terapéuticas para enfermedad dentro de los intestinos”, dijo Timothy Lu, biólogo y autor principal del estudio. Las bacterias diseñadas están modeladas de una bacteria común del intestino llamada Bacteroides Thetaiotaomicron.
En el pasado, los estudios clínicos y experimentos de laboratorio hicieron uso de la modificación artificial de bacterias, como el e. coli y la Listeria, para entregar la medicina para tratar el cáncer o la obesidad.
Pero el e. coli y la Listeria tienen una desventaja. Se borran del cuerpo rápidamente. La Bacteroides thetaiotaomicron ya es muy abundante en el intestino humano, lo que significa que una versión modificada de esta bacteria diseñada para tratamiento terapéutico duraría más tiempo dentro de los intestinos. Esta bacteria diseñada, en otras palabras, podría jugar un papel importante en el tratamiento de la droga.
Pero para controlar si estaba trabajando, el equipo de Lu tuvo que ver los resultados primero.
Para ello, utilizaron una técnica llamada bacterial conjugation para insertar un gen llamado luciferase que está codificado para producir fluorescencia en el genoma de la bacteria intestinal.
«Se puede activar los genes en la bacteria basado en la alimentación del ratón», dijo Christopher Voigt, biólogo del Institutos de tecnología de Massachusetts y también un autor principal del estudio.
Investigadores activaron a las bacterias para seguirlas cuando los ratones comían un almidón comestible de origen vegetal llamado arabinogalactano. Este almidón interacciona con una proteína que activa la producción del gen de la luciferasa.
Los ratones alimentados con arabinogalactano tuvieron un 75 veces más de incremento de luciferasa en el excremento.
Y cuanto más almidón los ratones fueron alimentados, más el gen se activaba, dijo Lu. En otras palabras, comer almidón causa que las bacterias produzcan una materia fecal brillante.
El equipo de Lu también creó un interruptor de apagado para el resplandor de las bacterias usando CRISPR, una tecnología genética que modifica el ADN. Este año, los científicos informaron que podrían editar embriones humanos usando CRISPR, en un intento de ajustar posiblemente los genes que causan enfermedades humanas hereditarias.
El resultado final del actual estudio, publicado el 9 de julio en la revista Cell Systems, fue que los ratones con la bacteria diseñada producían materia fecal fluorescente. Los científicos esperan que esta investigación pudiera ayudar eventualmente a los seres humanos con enfermedades intestinales como el cáncer de colon o la enfermedad de Crohn.
«Usted podría modificar una bacteria para vivir en el intestino y detectar cuando la inflamación está empezando y luego voltear un interruptor para ‘Iluminar” su materia fecal a un color determinado, así que puede buscar tratamiento inmediato», dijo Lu.
Los científicos también podrían insertar segmentos de ADN en Bacteroides que crean moléculas terapéuticas como la aspirina, dijo Lu.
Quedan algunas preguntas. El Equipo de Lu trata de inventar una señal que impida a las bacterias producir demasiada cantidad de un gen deseado, que puede ser perjudicial. Y aunque pueden apagar los genes, no está claro aún cuánto Bacteroides thetaiotaomicron tendrían que ‘pegar’ en el intestino.
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