Hacking bacteria to fight cancer - Tal Danino

Traductor: Sonia Escudero Sánchez Revisor: Florencia Bracamonte

In 1884, a patient’s luck seemed to go from bad to worse.

En 1884, la suerte de un paciente parecía ir de mal en peor.

This patient had a rapidly growing cancer in his neck,

Este paciente tenía un cáncer que crecía rápidamente en su cuello,

and then came down with an unrelated bacterial skin infection.

y luego contrajo una infección bacteriana de piel no relacionada.

But soon, something unexpected happened:

Pero entonces sucedió algo inesperado:

as he recovered from the infection, the cancer also began to recede.

mientras se recuperaba de la infección, el cáncer comenzó a retroceder.

When a physician named William Coley tracked the patient down 7 years later,

Cuando un médico llamado William Coley localizó al paciente siete años después,

no visible signs of the cancer remained.

no quedaban signos visibles de cáncer.

Coley believed something remarkable was happening:

Coley creyó que algo notable había ocurrido:

that the bacterial infection had stimulated the patient’s immune system

que la infección bacteriana

había estimulado el sistema inmunitario del paciente para combatir el cáncer.

to fight off the cancer.

Coley’s fortunate discovery led him to pioneer

Su afortunado descubrimiento lo llevó a impulsar

the intentional injection of bacteria to successfully treat cancer.

la inyección intencional de bacterias como tratamiento efectivo contra el cáncer.

Over a century later, synthetic biologists have found an even better way

Más de un siglo después, los biólogos sintéticos han encontrado

to use these once unlikely allies—

una mejor forma de usar estos antes poco probables aliados

by programming them to safely deliver drugs directly to tumors.

al programarlos para suministrar medicamentos

de forma segura y directa a los tumores.

Cancer occurs when normal functions of cells are altered,

El cáncer ocurre cuando las funciones normales de las células se alteran,

causing them to rapidly multiply and form growths called tumors.

lo que hace que se multipliquen rápido y formen masas llamadas tumores.

Treatments like radiation, chemotherapy, and immunotherapy

Tratamientos como la radiación, la quimioterapia y la inmunoterapia

attempt to kill malignant cells, but can affect the entire body

intentan eliminar las células malignas, pero pueden afectar a todo el cuerpo

and disrupt healthy tissues in the process.

y deteriorar tejidos sanos en el proceso.

However, some bacteria like E. coli

Sin embargo, algunas bacterias como la E. coli

have the unique advantage of being able to selectively grow inside tumors.

tienen la ventaja única de ser capaces de crecer selectivamente

dentro de los tumores.

In fact, the core of a tumor forms an ideal environment

De hecho, el núcleo de un tumor forma un ambiente ideal

where they can safely multiply, hidden from immune cells.

donde se pueden multiplicar a salvo, escondidas de las células inmunitarias.

Instead of causing infection,

En lugar de causar infección,

bacteria can be reprogrammed to carry cancer-fighting drugs,

las bacterias pueden reprogramarse para llevar medicamentos contra el cáncer

acting as Trojan Horses that target the tumor from within.

y actuar como caballos de Troya que atacan el tumor desde dentro.

This idea of programming bacteria to sense and respond in novel ways

Esta idea de programar bacterias con tareas novedosas de detección y respuesta

is a major focus of a field called Synthetic Biology.

es el enfoque principal del campo llamado Biología Sintética.

But how can bacteria be programmed?

Pero ¿cómo pueden programarse las bacterias?

The key lies in manipulating their DNA.

La clave está en manipular su ADN.

By inserting particular genetic sequences into bacteria,

Al insertar secuencias genéticas particulares en las bacterias,

they can be instructed to synthesize different molecules,

se les puede indicar que sinteticen diferentes moléculas,

including those that disrupt cancer growth.

incluso las que interrumpen el crecimiento del cáncer.

They can also be made to behave in very specific ways

También puede hacerse que se comporten de maneras muy específicas

with the help of biological circuits.

con la ayuda de circuitos biológicos.

These program different behaviors depending on the presence, absence,

Estos programan diferentes comportamientos dependiendo de la presencia, ausencia

or combination of certain factors.

o combinación de ciertos factores.

For example, tumors have low oxygen and pH levels

Por ejemplo, los tumores tienen niveles bajos de oxígeno y pH,

and over-produce specific molecules.

y sobreproducen moléculas específicas.

Synthetic biologists can program bacteria to sense those conditions,

Los biólogos sintéticos pueden programar bacterias para detectar esas condiciones

and by doing so, respond to tumors while avoiding healthy tissue.

y, al hacerlo, atacar los tumores mientras evitan el tejido sano.

One type of biological circuit,

Un tipo de circuito biológico conocido como circuito sincronizado de Iisis o SLC,

known as a synchronized lysis circuit, or SLC,

allows bacteria to not only deliver medicine,

permite que las bacterias no solo entreguen el medicamento,

but to do so on a set schedule.

sino que lo hagan en un horario establecido.

First, to avoid harming healthy tissue,

Primero, para evitar dañar tejido sano,

production of anti-cancer drugs begins as bacteria grow,

la producción de medicinas anticáncer comienza a medida que crecen las bacterias

which only happens within the tumor itself.

y esto solo ocurre dentro del tumor mismo.

Next, after they’ve produced the drugs,

Luego, después de haber producido los medicamentos

a kill-switch causes the bacteria to burst

un botón de eliminación hace que las bacterias exploten

when they reach a critical population threshold.

cuando alcanzan un umbral crítico de población.

This both releases the medicine and decreases the bacteria’s population.

Esto libera la medicina y disminuye la población de bacterias.

However, a certain percentage of the bacteria remain alive

Sin embargo, un determinado porcentaje de bacterias siguen vivas

to replenish the colony.

para repoblar la colonia.

Eventually their numbers grow large enough to trigger the kill switch again,

Al final, su número crece lo suficiente para activar el botón de eliminar de nuevo

and the cycle continues.

y el ciclo continúa.

This circuit can be fine-tuned to deliver drugs

Este circuito se puede ajustar para entregar medicamentos en el horario

on whatever periodic schedule is best to fight the cancer.

que resulte mejor para combatir el cáncer.

This approach has proven promising in scientific trials using mice.

Este enfoque ha demostrado ser prometedor en ensayos clínicos con ratones.

Not only were scientists able to successfully eliminate lymphoma tumors

No solo los científicos pudieron eliminar con éxito tumores de linfoma

injected with bacteria,

inyectados con bacterias,

but the injection also stimulated the immune system,

sino que la inyección estimuló el sistema inmunitario

priming immune cells to identify and attack untreated lymphomas

preparando a las células inmunitarias para identificar y atacar linfomas no tratados

elsewhere in the mouse.

en otras partes del ratón.

Unlike many other therapies,

A diferencia de otras terapias,

bacteria don’t target a specific type of cancer,

las bacterias no se dirigen a un tipo específico de cáncer,

but rather the general characteristics shared by all solid tumors.

sino a las características generales compartidas por todos los tumores sólidos.

Nor are programmable bacteria limited to simply fighting cancer.

Tampoco las bacterias programables se limitan solo a combatir el cáncer.

Instead, they can serve as sophisticated sensors

Pueden además servir como sofisticados sensores

that monitor sites of future disease.

que monitorean sitios de futuras enfermedades.

Safe probiotic bacteria could perhaps lie dormant within our guts,

Las bacterias probióticas seguras podrían permanecer latentes

en nuestro intestino donde han detectado, prevenido y tratado trastornos

where they’d detect, prevent, and treat disorders

before they have the chance to cause symptoms.

antes de que puedan causar síntomas.

Advances in technology have created excitement around a future

Los avances en la tecnología han generado entusiasmo en torno a un futuro

of personalized medicine driven by mechanical nanobots.

de medicina personalizada impulsada por nanobots mecánicos.

But thanks to billions of years of evolution

Pero gracias a miles de millones de años de evolución,

we may already have a starting point

podríamos tener ya un punto de partida

in the unexpectedly biological form of bacteria.

en la inesperada forma biológica de las bacterias.

Add synthetic biology to the mix,

Agrega biología sintética a la mezcla,

and who knows what might soon be possible.

y quién sabe qué podría ser posible dentro de poco.