Pesquisadores da Universidade de Waterloo, em Ontário, Canadá, relatam que bactérias projetadas para comer tumores de dentro para fora podem fornecer uma nova maneira de combater o câncer.
Este método foi projetado para explorar uma fraqueza importante dos cânceres sólidos. Este é um núcleo livre de oxigênio que se forma quando as células tumorais morrem e crescem mais rápido do que o suprimento de sangue.
Os pesquisadores estão trabalhando com bactérias chamadas Clostridium esporogenesEles são comumente encontrados no solo e só podem sobreviver em ambientes sem oxigênio.
Este último faz dos centros de muitos tumores sólidos um local ideal para o crescimento do organismo. Uma vez dentro, a bactéria pode se multiplicar e começar a se decompor e destruir o tecido canceroso de dentro para fora.
O conceito baseia-se no interesse científico de longa data no uso de bactérias para atingir tumores. Mas uma equipa liderada por Waterloo está a tentar resolver um problema que limitou os esforços anteriores.
enquanto C. Esporógenos Ela cresce profundamente dentro dos tumores. Eles não podem sobreviver perto da borda externa, onde há uma pequena quantidade de oxigênio. Como resultado, as bactérias morrem antes que possam destruir completamente o tumor e terminar o seu trabalho.
A solução dos pesquisadores envolveu engenharia genética.
Eles adicionaram genes de bactérias relacionadas que permitem Clostridium esporogenes Para tolerar melhor o oxigênio, essa modificação ajuda as bactérias a viverem mais à medida que se aproximam da parte externa do tumor. onde o nível de oxigênio será ligeiramente mais alto
No entanto, dar às bactérias a capacidade de tolerar o oxigénio introduz novos riscos. Se o gene actuar demasiado rapidamente, as bactérias podem sobreviver em várias partes. de corpos ricos em oxigênio, como na corrente sanguínea, onde não se destinam a crescer
Para evitar que tais eventos acontecessem, a equipe recorreu então a um sistema natural de comunicação bacteriana chamado detecção de elementos. Isto depende de sinais químicos emitidos pelas bactérias à medida que crescem e se multiplicam. Quando há uma pequena quantidade de bactérias O sinal ainda será fraco. Quando a população atinge um determinado tamanho, o sinal é forte o suficiente para ativar genes específicos.
Neste caso, o gene tolerante ao oxigénio foi concebido para ser activado apenas depois de um grande número de bactérias se ter reunido dentro do tumor. Este período garante que as bactérias permanecerão inativas no ambiente rico em oxigênio. E aumenta a sua capacidade de sobreviver apenas se as bactérias se estabelecerem com segurança no cancro.
“Os esporos bacterianos entram no tumor. Tendo encontrado um ambiente com muitos nutrientes e sem oxigênio… agora estamos colonizando essa área central. E as bactérias estão eliminando o corpo do tumor”, disse o autor do estudo e engenheiro químico, professor Marc Aucoin, em um comunicado.
em trabalhos anteriores, pesquisadores mostraram que C. Esporógenos Eles podem ser geneticamente modificados para tolerar oxigênio. No estudo de acompanhamento, eles testaram um sistema de detecção de quorum através da engenharia de bactérias para produzir proteína verde fluorescente. A fluorescência permitiu aos cientistas confirmar que a ativação do gene ocorre apenas quando as populações bacterianas atingem um nível desejado.
O próximo passo é combinar os dois avanços: o gene de resistência ao oxigênio e o sistema de controle de detecção de quorum. ser uma única bactéria A equipe planeja testar esse organismo modificado em modelos pré-clínicos de tumores. Para ver se consegue quebrar os cânceres sólidos de forma mais completa.
Se forem bem-sucedidas em testes futuros, as bactérias projetadas poderão oferecer uma maneira altamente direcionada de amolecer ou destruir tumores por dentro.
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consulte
Sadr, S., Zargar, B., Aucoin, MG, & Ingalls, B. (2025) Estrutura e caracterização funcional de um circuito heterólogo de detecção de quorum em Clostridium sporogenes. Biologia Sintética ACS, 14(12), 4857–4868
