Câncer: Bactérias “comem” tumores por dentro; entenda

Pesquisadores da Universidade de Waterloo, na Bélgica, estão desenvolvendo uma abordagem inovadora para o tratamento do câncer, usando engenharia genética de bactérias que conseguem consumir tumores de dentro para fora.

A técnica envolve o uso de esporos bacterianos que, ao entrarem no tumor, encontram um ambiente propício para seu crescimento. O professor de engenharia química, Dr. Marc Aucoin, explica que esses esporos penetram no tumor em busca de nutrientes e baixa oxigenação, condições ideais para o desenvolvimento da bactéria.

“Assim, ela começa a consumir esses nutrientes e a aumentar de tamanho, colonizando o espaço central e ajudando a eliminar o tumor”, complementa o professor.

Câncer: bactéria que consome tumores!

O microrganismo essencial nessa estratégia é a Clostridium sporogenes, uma bactéria encontrada no solo que se desenvolve exclusivamente em ambientes anaeróbicos, ou seja, sem oxigênio. Essa característica é crucial, pois o núcleo de um tumor sólido é composto por células mortas e carece de oxigênio, tornando-se um local ideal para a multiplicação da bactéria.

Entretanto, os cientistas encontraram um desafio: ao alcançarem as bordas externas do tumor, as bactérias começam a ser expostas a níveis baixos de oxigênio, o que leva à sua morte antes da destruição completa do tecido tumoral.

Para resolver essa questão, os pesquisadores introduziram um gene de uma bactéria relacionada que é mais tolerante ao oxigênio na Clostridium sporogenes. Essa modificação permite que o organismo sobreviva por mais tempo nas regiões externas do tumor.

A equipe também desenvolveu um mecanismo para ativar o gene de resistência ao oxigênio no momento certo, controlando a proliferação das bactérias em ambientes ricos em oxigênio, como a corrente sanguínea. Para isso, utilizaram um fenômeno chamado detecção de quórum.

Esse processo envolve sinais químicos que as próprias bactérias liberam. Somente quando um número significativo delas se multiplica dentro do tumor é que o sinal químico atinge a intensidade necessária para ativar o gene de resistência ao oxigênio, evitando a ativação prematura.

Em um dos estudos, foi comprovado que a Clostridium sporogenes pode ser modificada para tolerar oxigênio. Em outra pesquisa, os cientistas testaram o sistema de detecção de quórum, fazendo com que as bactérias produzissem uma proteína fluorescente verde.

“Utilizando biologia sintética, construímos algo semelhante a um circuito elétrico, mas com fragmentos de DNA em vez de fios”, disse o professor de matemática aplicada, Dr. Brian Ingalls. “Cada peça desempenha uma função, e quando montadas corretamente, formam um sistema previsível.”

O próximo passo da pesquisa será combinar o gene de resistência ao oxigênio com o mecanismo de ativação por detecção de quórum em uma única bactéria, testando-a contra tumores em ensaios pré-clínicos.

Esse projeto tem suas raízes no trabalho do estudante de doutorado Bahram Zargar, sob a supervisão de Ingalls e do professor aposentado Dr. Pu Chen. A equipe também colabora com o Center for Research on Environmental Microbiology (CREM Co Labs), sediado em Toronto, cofundado por Zargar, que inclui a Dra. Sara Sadr, ex-doutoranda da universidade e parte importante do estudo.

O trabalho foi publicado na ACSynthetic Biology e já passou pela revisão de pares.