Pesquisadores utilizam biologia sintética para aprimorar bactérias no combate a tumores cancerígenos

A utilização de bactérias anaeróbicas como ferramenta para o combate ao câncer é o foco de uma nova pesquisa que busca superar a limitação de terapias convencionais, como a quimioterapia e a radioterapia, que frequentemente danificam tecidos saudáveis ao atacar células de crescimento rápido ou áreas adjacentes ao tumor.

O mecanismo baseia-se na característica de certas bactérias que não sobrevivem em ambientes oxigenados. Enquanto tecidos saudáveis possuem abundância de oxigênio, os tumores cancerosos apresentam suprimentos sanguíneos ineficientes, criando regiões internas com baixo nível de oxigenação. Esse cenário torna o interior dos tumores um nicho propício para a proliferação de microrganismos anaeróbicos.

Evolução das terapias bacterianas

A ideia de usar infecções para suprimir tumores não é nova. No início do século XX, o médico William Coley documentou a regressão de tumores após infecções graves e tentou replicar o efeito injetando bactérias vivas. Embora a maioria dos pacientes não tenha respondido e 5% tenham morrido, Coley aprimorou a técnica com bactérias tratadas termicamente, criando as "toxinas de Coley", um precursor da imunoterapia.

Mais tarde, em meados do século XX, a bactéria de solo não patogênica Clostridium sporogenes foi testada em humanos. Ensaios clínicos mostraram que, embora os esporos permanecessem inativos em tecidos saudáveis e crescessem dentro dos tumores, a regressão tumoral era temporária. Isso ocorria porque as bactérias não conseguiam atingir a borda externa do tumor, que é mais oxigenada, permitindo que a doença continuasse a crescer a partir dessas margens.

Avanços via biologia sintética

Atualmente, pesquisadores do Departamento de Engenharia Química da Universidade de Waterloo, incluindo Brian Ingalls, Bahram Zargar e Sara Sadr, utilizam a biologia sintética para otimizar a Clostridium sporogenes. O objetivo é manter a capacidade de direcionamento ao tumor, mas eliminar a limitação de desempenho nas bordas oxigenadas.

A modificação genética da bactéria ocorreu em duas frentes:

• Tolerância ao oxigênio: Foi introduzido um gene que permite à bactéria penetrar mais profundamente na borda externa do tumor.
• Sistema de controle: A implementação do quorum sensing garante que essa tolerância ao oxigênio seja ativada apenas quando as bactérias atingirem uma densidade populacional mínima dentro do tumor.

Esta abordagem visa criar produtos bioterapêuticos vivos mais eficazes. Estudos futuros pretendem integrar esse sistema de controle para a ativação de medicamentos ou para estimular o sistema imune do paciente.