Uso de bacterias en la lucha contra el cáncer

Magnetosoma, organelo de un magnetococo que funciona a la manera de una brújula
 

La bacteria Magnetococcus marinus, que responde a la influencia de campos magnéticos, puede ser utilizada para transportar medicamento a tumores de difícil acceso en el cuerpo humano.

Un equipo de investigadores del Laboratorio de Nanorrobótica del Politécnico de Montreal, dirigidos por Sylvain Martel, ha comprobado el funcionamiento de una nueva técnica médica para combatir el cáncer. El estudio, publicado en Nature Nanotechnology, explica el uso de una peculiar bacteria que tiene un comportamiento migratorio ante el efecto de campos magnéticos. En su estado natural, Magnetococcus marinus cuenta con un organelo único: una cadena de 15 a 20 nanocristales magnéticos de óxido de hierro que conforman una brújula microscópica con la que se guía para fluir a lo largo de líneas magnéticas hacia zonas de baja concentración de oxígeno. Los investigadores aprovecharon esta característica y a cada célula le implantaron alrededor de 70 nanoliposomas cargados de medicamento.

La serie de experimentos en ratones comprobó que, en el futuro, estas bacterias magneto-aerotácticas pueden ser utilizadas para tratamientos contra tumores sólidos con regiones de hipoxia, que corresponden a alrededor de 85% de todos los cánceres. Las células cancerosas de un tumor en crecimiento consumen una gran cantidad de oxígeno así que partes del tumor sufren de su privación, llamada hipoxia. Hasta ahora, había sido especialmente difícil llevar los fármacos que destruirían el tumor hasta las regiones hipóxicas usando nanotransportadores convencionales como liposomas o nanopartículas poliméricas.

La cepa MC-1 de Magnetococcus marinus, empleada en este estudio, vive en estuarios de agua salada en el hemisferio norte, donde echan mano del campo geomagnético de la Tierra para migrar a aguas más profundas y con más bajas concentraciones de oxígeno. Las condiciones óptimas de escasez de oxígeno para MC-1 son idénticas a las de hipoxia que suelen hallarse en un tumor en el cuerpo: 0.5%. En este estudio, se suministró la bacteria transportadora a ratones vivos con cáncer de colon y se creó un ambiente artificial para que nadara la bacteria. Martel explicó así el mecanismo: “Primero produjimos un campo magnético débil que apuntara a la zona afectada para guiar a la bacteria transportadora en un proceso llamado magnetotaxis. Una vez dentro del tumor, cuando se aproximan a las zonas de hipoxia, quitamos el campo magnético y permitimos que la bacteria use sus sensores de oxígeno internos para avanzar por el gradiente decreciente de oxígeno hasta alcanzar el nivel de 0.5%”.

La medicina transportada puede ser parte de diferentes tratamientos: medicamentos, agentes radioterapéuticos, células madre y moléculas inmunoterapéuticas. Los resultados del estudio sugieren que estos microorganismos magneto-aerotácticos pueden ayudar de forma significativa a mejorar el índice terapéutico de los nanotransportadores en tumores con regiones de hipoxia. Ahora falta un largo camino por andar: estudiar la eficacia de cada agente terapéutico en combinación con la nueva técnica. Más tarde, el mismo equipo desarrollará protocolos médicos basados en esta técnica e implementará modelos matemáticos para perfeccionar el sistema de nanotransporte. A la par, se tendrán que llevar a cabo estudios sobre la seguridad del procedimiento, pruebas en pacientes humanos y, por fin, se buscará la aprobación oficial para su uso clínico.

Autor: IIEH

Fuentes:

Bacterias magneto-aerotácticas transportan nanoliposomas a tumores con regiones de hipoxia

Bacterias magnéticas se enfocan en tumores de difícil acceso