Hacking bacteria to fight cancer - Tal Danino

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

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

Em 1884, o destino de um doente parecia ir de mal a pior.

This patient had a rapidly growing cancer in his neck,

Esse doente tinha um cancro de rápida evolução no pescoço

and then came down with an unrelated bacterial skin infection.

e apanhou uma infeção bacteriana da pele sem relação com o cancro.

But soon, something unexpected happened:

Em breve, aconteceu uma coisa inesperada:

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

À medida que recuperava dessa infeção, o cancro também começou a regredir.

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

Quando um médico, William Coley, observou o doente sete anos depois,

no visible signs of the cancer remained.

não havia vestígios visíveis do cancro.

Coley believed something remarkable was happening:

Coley percebeu que tinha acontecido uma coisa espantosa.

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

A infeção bacteriana tinha estimulado o sistema imunitário do doente

to fight off the cancer.

que combatera o cancro.

Coley’s fortunate discovery led him to pioneer

A feliz descoberta de Coley levou-o a inventar

the intentional injection of bacteria to successfully treat cancer.

a injeção intencional de bactérias para tratar o cancro com êxito.

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

Mais de cem anos depois, os biólogos sintéticos

descobriram uma forma melhor de usar esses aliados improváveis

to use these once unlikely allies—

by programming them to safely deliver drugs directly to tumors.

programando bactérias para administrar diretamente as drogas em tumores.

Cancer occurs when normal functions of cells are altered,

O cancro ocorre quando se alteram as funções normais das células,

causing them to rapidly multiply and form growths called tumors.

levando-as a multiplicarem-se rapidamente

e a formarem massas chamadas tumores.

Treatments like radiation, chemotherapy, and immunotherapy

Os tratamentos como as radiações, a quimioterapia e a imunoterapia

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

tentam matar as células malignas, mas podem afetar todo o corpo

and disrupt healthy tissues in the process.

e prejudicar os tecidos sãos.

However, some bacteria like E. coli

Mas algumas bactérias, como a E.coli

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

têm a vantagem única de conseguirem crescer seletivamente dentro dos tumores.

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

Com efeito, o núcleo de um tumor forma um ambiente ideal

where they can safely multiply, hidden from immune cells.

onde se podem multiplicar, ocultas das células imunitárias.

Instead of causing infection,

Em vez de causarem uma infeção,

bacteria can be reprogrammed to carry cancer-fighting drugs,

as bactérias podem ser reprogramadas

para transportar drogas de combate ao cancro,

acting as Trojan Horses that target the tumor from within.

que agem como Cavalos de Troia que visam o tumor, por dentro.

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

Esta ideia de programar as bactérias para reagirem de formas novas

is a major focus of a field called Synthetic Biology.

é o principal foco de um campo chamado Biologia Sintética.

But how can bacteria be programmed?

Como é que as bactérias podem ser programadas?

The key lies in manipulating their DNA.

O segredo está na manipulação do ADN.

By inserting particular genetic sequences into bacteria,

Inserindo determinadas sequências genéticas nas bactérias,

they can be instructed to synthesize different molecules,

elas podem ser instruídas para sintetizar diversas moléculas,

including those that disrupt cancer growth.

incluindo as que interrompem o crescimento do cancro.

They can also be made to behave in very specific ways

Também podem ser instruídas para se comportarem de formas específicas

with the help of biological circuits.

com a ajuda de circuitos biológicos.

These program different behaviors depending on the presence, absence,

Estes programam diferentes comportamentos

consoante a presença, a ausência ou a combinação de determinados fatores.

or combination of certain factors.

For example, tumors have low oxygen and pH levels

Por exemplo, os tumores têm níveis baixos de oxigénio e de pH

and over-produce specific molecules.

e produzem em demasia moléculas especificas.

Synthetic biologists can program bacteria to sense those conditions,

Os biólogos sintéticos podem programar as bactérias para detetarem essa situação

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

e, quando o fazem, reagem aos tumores evitando tecidos sãos.

One type of biological circuit,

Um tipo de circuito biológico, conhecido por circuito de lise sincronizado, ou CLS,

known as a synchronized lysis circuit, or SLC,

allows bacteria to not only deliver medicine,

permite que as bactérias administrem os medicamentos, segundo um horário.

but to do so on a set schedule.

First, to avoid harming healthy tissue,

Primeiro, para evitar prejudicar tecidos sãos,

production of anti-cancer drugs begins as bacteria grow,

a produção de drogas anti cancro começa quando as bactérias crescem

which only happens within the tumor itself.

o que só acontece dentro do tumor.

Next, after they’ve produced the drugs,

A seguir, depois de terem produzido as drogas,

a kill-switch causes the bacteria to burst

um interruptor provoca o rebentamento das bactérias

when they reach a critical population threshold.

quando elas atingem um limiar crítico de população.

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

Isto liberta o medicamento e reduz a população das bactérias.

However, a certain percentage of the bacteria remain alive

Porém, uma certa percentagem de bactérias mantém-se viva

to replenish the colony.

para repovoar a colónia.

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

Por fim, o número cresce até acionar de novo o interruptor

and the cycle continues.

e o ciclo continua.

This circuit can be fine-tuned to deliver drugs

Este circuito pode ser afinado para administrar drogas

on whatever periodic schedule is best to fight the cancer.

segundo o calendário periódico que melhor combata o cancro.

This approach has proven promising in scientific trials using mice.

Esta abordagem mostrou-se promissora nos testes científicos com ratos.

Not only were scientists able to successfully eliminate lymphoma tumors

Não só os cientistas conseguiram eliminar linfomas injetados com bactérias,

injected with bacteria,

but the injection also stimulated the immune system,

mas a injeção também estimulou o sistema imunitário,

priming immune cells to identify and attack untreated lymphomas

preparando as células imunitárias a identificar e atacar

elsewhere in the mouse.

os linfomas não tratados, nos ratos.

Unlike many other therapies,

Ao contrário de outras terapias,

bacteria don’t target a specific type of cancer,

as bactérias não visam um tipo específico de cancro

but rather the general characteristics shared by all solid tumors.

mas as características gerais partilhadas pelos tumores sólidos.

Nor are programmable bacteria limited to simply fighting cancer.

As bactérias programáveis não se limitam a combater o cancro.

Instead, they can serve as sophisticated sensors

Também servem como sofisticados sensores

that monitor sites of future disease.

que vigiam zonas potenciais de doenças.

Safe probiotic bacteria could perhaps lie dormant within our guts,

As bactérias seguras probióticas

poderão manter-se adormecidas nos intestinos

where they’d detect, prevent, and treat disorders

onde detetam, impedem e tratam perturbações

before they have the chance to cause symptoms.

antes de elas terem hipótese de provocar sintomas.

Advances in technology have created excitement around a future

Os progressos na tecnologia têm criado entusiasmo

of personalized medicine driven by mechanical nanobots.

quanto a um futuro de medicamentos personalizados

orientados por nanorobôs mecânicos.

But thanks to billions of years of evolution

Mas, graças a milhares de milhões de anos de evolução,

we may already have a starting point

podemos ter agora um ponto de partida

in the unexpectedly biological form of bacteria.

sob a forma biológica inesperada de bactérias.

Add synthetic biology to the mix,

Juntem a biologia sintética à mistura

and who knows what might soon be possible.

e quem sabe o que poderá ser possível, dentro em breve.