Uma equipe interdisciplinar da Universidade de Waterloo está desenvolvendo uma ferramenta revolucionária no tratamento do câncer: bactérias “programáveis” capazes de colonizar e consumir tumores sólidos. O projeto, que une matemática aplicada e engenharia química, foca em um dos maiores desafios da oncologia: atingir o núcleo de tumores onde tratamentos convencionais, como a quimioterapia, raramente chegam.
O “Cavalo de Troia” Biológico
O estudo utiliza a bactéria Clostridium sporogenes, comumente encontrada no solo. Este microrganismo é anaeróbio, o que significa que ele só cresce em ambientes sem oxigênio. “O centro de um tumor sólido é composto de células mortas e não tem oxigênio, sendo o lugar perfeito para essas bactérias crescerem e se alimentarem dos nutrientes ali presentes”, explica o Dr. Marc Aucoin, professor de engenharia química em Waterloo.
O grande obstáculo era que as bactérias morriam ao atingir as bordas externas do tumor, onde o sangue (e o oxigênio) ainda circula. Para resolver isso, a equipe — liderada pelos professores Brian Ingalls, Marc Aucoin e pela pesquisadora Sara Sadr — utilizou a biologia sintética.
Eles adicionaram um gene de resistência ao oxigênio que é ativado apenas por meio de um sistema chamado “Quorum Sensing”. Funciona como um sensor de densidade:
- As bactérias entram no tumor como esporos.
- Elas só ativam o gene de proteção quando detectam que há uma colônia grande o suficiente já estabelecida no interior do tumor.
- Isso impede que as bactérias cresçam em locais indesejados, como a corrente sanguínea, garantindo a segurança do paciente.
Circuitos de DNA
O Dr. Brian Ingalls, especialista em matemática aplicada, descreve a técnica como a construção de um “circuito elétrico”, mas usando pedaços de DNA em vez de fios. “Cada peça tem sua função. Quando montadas corretamente, elas formam um sistema que funciona de maneira previsível”, afirma. Em testes recentes, os pesquisadores conseguiram fazer com que as bactérias emitissem uma proteína fluorescente verde para confirmar que o sistema de ativação funcionou exatamente como planejado.
A pesquisa, que teve origem no trabalho de doutorado de Bahram Zargar, agora se prepara para testes pré-clínicos. A expectativa é que, em poucos anos, essa terapia possa ser usada em conjunto com tratamentos tradicionais, servindo como uma “limpeza interna” para eliminar o núcleo de tumores resistentes.
Cientistas explicam como as bactérias devoram o câncer Este vídeo explica visualmente como o campo da biologia sintética permite que bactérias atuem como “Cavalos de Troia” para entregar terapias diretamente dentro de tumores sólidos.
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