Investigadores de la Universidad de Waterloo en Canadá trabajan en un tratamiento experimental que utiliza bacterias que combaten el cáncer desde el interior de los tumores. Este enfoque, basado en ingeniería genética y comunicación microbiana, busca transformar la biología sintética en una nueva herramienta terapéutica contra los tumores sólidos más resistentes.
La idea detrás de las bacterias que combaten el cáncer
El proyecto de la Universidad de Waterloo parte de una premisa que, aunque sorprendente, tiene base científica sólida: ciertas bacterias prosperan naturalmente en ambientes sin oxígeno, y este tipo de entorno es característico del núcleo de muchos tumores sólidos. En ese espacio carente de oxígeno, los antibióticos y las defensas inmunitarias del cuerpo resultan poco eficaces, lo que dificulta el tratamiento. Sin embargo, para microbios anaerobios como Clostridium sporogenes, esas condiciones representan un hábitat ideal.
El investigador principal, el profesor de ingeniería química Marc Aucoin, explica que estas bacterias entran en el tumor y lo colonizan desde dentro, consumiendo los nutrientes disponibles y reduciendo su tamaño. Con ello, los científicos pretenden desarrollar una terapia biológica capaz de atacar donde otros tratamientos no llegan: el corazón necrosado de la masa tumoral.
El interés por estas bacterias que combaten el cáncer no es nuevo. Desde principios del siglo XX, médicos como William Coley ya habían probado el uso de microbios para inducir respuestas inmunes contra ciertos tumores, aunque sin control genético ni mecanismos de seguridad modernos. Hoy, la combinación de biología sintética y modelado matemático permite diseñar microorganismos más previsibles, seguros y específicos.
Cómo sobrevivir al oxígeno: un desafío biotecnológico
Uno de los obstáculos más notables en esta investigación es el llamado “borde oxigenado” del tumor. A medida que las bacterias se expanden desde el centro, comienzan a morir en las zonas externas donde hay pequeñas cantidades de oxígeno. Para corregir esta limitación, el equipo de Waterloo insertó un gen adicional procedente de una especie bacteriana relacionada, más tolerante al oxígeno.
No obstante, el reto no acaba ahí. Activar la resistencia al oxígeno en el momento equivocado podría suponer un riesgo, pues permitiría que las bacterias sobrevivieran en tejidos sanos o incluso en el torrente sanguíneo. La solución vino de un proceso natural conocido como quorum sensing, o sentido de comunidad bacteriana. Este mecanismo permite que las bacterias “midan” su densidad poblacional mediante señales químicas. Solo cuando el número de bacterias dentro del tumor alcanza un umbral específico, se activa el gen de tolerancia al oxígeno. Así se evita que los microorganismos se comporten de manera peligrosa fuera del entorno tumoral.
¿Qué es el quorum sensing y por qué importa?
El quorum sensing ha sido objeto de estudio desde la década de 1970, cuando se descubrió en bacterias marinas capaces de emitir luz. Se trata de un proceso mediante el cual las bacterias producen y detectan pequeñas moléculas señalizadoras. Cuando estas señales alcanzan una concentración crítica, provocan un cambio coordinado en el comportamiento del grupo. En el tratamiento que usan bacterias que combaten el cáncer, este principio se aprovecha para controlar con precisión un circuito genético.
El equipo de Waterloo diseñó un sistema experimental en el que las bacterias, al alcanzar la densidad adecuada, comienzan a producir una proteína fluorescente verde. Este marcador permitió confirmar que la activación del circuito ocurría en el momento previsto. “Es comparable a un circuito eléctrico, pero en lugar de cables, las conexiones están hechas de fragmentos de ADN”, explicó Brian Ingalls, profesor de matemáticas aplicadas y coautor del estudio.
La evolución histórica del uso de bacterias en oncología
El concepto de aprovechar microorganismos en terapias contra el cáncer no es nuevo. A finales del siglo XIX, se documentaron casos en los que infecciones bacterianas inducían remisiones espontáneas en pacientes oncológicos. William Coley, un cirujano del Hospital de Nueva York, fue pionero en el uso de extractos bacterianos conocidos como “toxinas de Coley”. Aunque su método fue desplazado por la radioterapia y la quimioterapia, marcó el inicio de una línea de investigación que ha resurgido en las últimas décadas.
Hoy, con el auge de la biología sintética, el enfoque se ha sofisticado. Varias universidades y empresas biotecnológicas exploran la manipulación de cepas bacterianas seguras como Clostridium o Salmonella para usarlas como vehículos terapéuticos. Los avances en ingeniería genética han reducido los riesgos y aumentado la precisión, permitiendo estrategias controladas que no habrían sido posibles hace veinte años.
Según datos del Global Cancer Observatory, los tumores sólidos —entre ellos los de mama, pulmón y páncreas— representan más del 85 % de los nuevos diagnósticos mundiales. En muchos de ellos, las regiones internas carecen de oxígeno, lo que limita la eficacia de los fármacos convencionales. Estas condiciones hacen que los tumores sean buenos candidatos para recibir terapias basadas en bacterias modificadas.
¿Cómo se diseñan las bacterias que combaten el cáncer?
El diseño comienza con la selección del microorganismo adecuado. En este caso, Clostridium sporogenes ofrece ventajas al sobrevivir exclusivamente en ambientes sin oxígeno, lo que lo mantiene confinado dentro del tumor. Una vez seleccionada la cepa base, los científicos introducen genes que cumplen funciones específicas: destrucción celular del tumor, producción de enzimas terapéuticas o activación de rutas inmunitarias.
En el laboratorio de Waterloo, estos genes se ensamblan mediante técnicas de biología sintética. Los investigadores desarrollan “circuitos” genéticos formados por secuencias de ADN que se activan o desactivan en respuesta a señales químicas. El objetivo es que la bacteria actúe como una herramienta programable: eficaz dentro del tumor, pero inerte en cualquier otro lugar del cuerpo.
Las pruebas iniciales se han realizado in vitro y en modelos computacionales, pero el próximo paso consiste en combinar los distintos módulos genéticos —tolerancia al oxígeno y quorum sensing— en un solo organismo. Las siguientes fases incluirán pruebas preclínicas en modelos animales para evaluar seguridad y eficacia antes de plantear ensayos clínicos en humanos.
Riesgos y regulaciones de la biología sintética aplicada al cáncer
A pesar de su potencial, el uso de bacterias en terapias humanas requiere una evaluación regulatoria rigurosa. Las agencias sanitarias, como la FDA o la EMA, tratan estos sistemas como productos farmacéuticos vivos, lo que implica estándares de bioseguridad más exigentes. Cualquier microorganismo utilizado debe ser incapaz de sobrevivir indefinidamente fuera del entorno tumoral.
Expertos en bioética destacan la necesidad de mecanismos de control incorporados, conocidos como kill switches, que eliminen las bacterias si escapan al entorno previsto. Además, los estudios deben garantizar que los genes insertados no se transfieran a otras especies bacterianas por recombinación genética. Estas precauciones son esenciales para evitar impactos ambientales o infecciones accidentales.
En este sentido, Waterloo colabora con el Center for Research on Environmental Microbiology (CREM Co Labs) en Toronto, empresa fundada por Bahram Zargar, exalumno de dicha universidad y coautor del proyecto. El grupo integra especialistas en ingeniería, matemáticas y ciencias biológicas, reforzando la naturaleza interdisciplinaria de la investigación.
¿Podrán estas terapias reemplazar a la quimioterapia?
Los expertos coinciden en que no se trata de sustituir los tratamientos existentes, sino de complementarlos. Las bacterias que combaten el cáncer podrían atacar las zonas del tumor inaccesibles para los fármacos, mientras que la quimioterapia y la radiación seguirían siendo eficaces contra las células externas. Al combinar ambas estrategias, el tratamiento podría lograr una eliminación más completa del tejido maligno.
Los ensayos preclínicos previstos buscarán determinar si los microbios modificados pueden reducir el tamaño del tumor sin causar efectos secundarios sistémicos. En estudios previos con cepas similares de Clostridium, se observó una respuesta inmunológica local que potencia la eficacia de la quimioterapia. Este tipo de sinergia será clave para que las nuevas terapias lleguen a la práctica clínica.
Colaboración y próxima etapa de desarrollo
El proyecto de Waterloo está atrayendo la atención de organizaciones dedicadas a la innovación biomédica en Canadá y Europa. Los científicos prevén avanzar hacia estudios en modelos animales en los próximos dos años. De superarse las pruebas de seguridad, la meta será iniciar ensayos en humanos en colaboración con centros oncológicos del país.
Alejados del entusiasmo mediático, los investigadores subrayan la necesidad de verificar cada paso con datos empíricos. El desarrollo de una terapia basada en bacterias que combaten el cáncer podría representar una nueva frontera en la oncología, pero también exige equilibrio entre innovación y responsabilidad científica.
A medida que la biología sintética avanza, el límite entre ingeniería y medicina se vuelve más difuso. Si los resultados confirman su eficacia, este enfoque podría transformar la forma en que se conciben los tratamientos contra tumores sólidos, pasando de estrategias puramente químicas a intervenciones biológicas programables orientadas desde el núcleo mismo del cáncer.
Oli Seoane es médica clínica especializada en nutrición y longevidad. Se dedica a la prevención y a derribar mitos de salud con información clara, basada en evidencia. Como comunicadora, traduce la ciencia a un lenguaje simple para ayudar a las personas a vivir mejor.