Microbes del dissenyador: com aquesta eina poc probable pot lluitar contra les malalties rares

Una píndola que conté milions de bacteris preparats per colonitzar l'intestí pot ser un malson per a molts. Però pot esdevenir una nova eina eficaç per combatre les malalties.

En moltes malalties genètiques heretades, un gen mutat significa que un individu no pot crear una substància vital necessària perquè el seu cos creixi, es desenvolupi o funcioni. De vegades, això es pot arreglar amb un substitut sintètic: una píndola, que poden prendre diàriament per substituir el que el seu cos hauria de fer de forma natural. Les persones amb una rara malaltia genètica anomenada fenilcetonúria (PKU) no tenen un enzim que és essencial per trencar proteïnes. Sense ella, els productes químics tòxics s'acumulen a la sang i poden causar danys cerebrals permanents.

Vegeu també: "Bacteris de malson": allò que necessiteu saber sobre els gèrmens resistents als antibiòtics

Afortunadament, la solució és fàcil. Els metges tracten la malaltia posant als pacients una dieta súper baixa en proteïnes durant la resta de la seva vida. De fet, com que la solució era tan senzilla, la PKU va ser el primer trastorn pel qual els nadons van ser revisats de manera rutinària, començant el 1961, analitzant una gota de sang recollida en una punxada al taló del bebè.

Però imagineu-vos el difícil que es pot mesurar tot el que mengeu durant tota la vida. Per curar la PKU, els investigadors estan explorant noves estratègies de tractament. Una consisteix a utilitzar eines d’edició de gens per corregir mutacions genètiques. No obstant això, la tecnologia actual és encara arriscada; hi ha una possibilitat de trencar altres gens i causar danys col·laterals als pacients.

Què passa si es podria substituir el gen trencat sense afectar el genoma del pacient? Això és exactament el que han fet els investigadors de l’empresa biotecnològica amb seu a Cambridge, Massachusetts. Van decidir que, en lloc d’interpretar-se directament amb el genoma humà, introduirien els gens terapèutics directament en els bacteris naturals que resideixen en l’intestí humà. Aquests bacteris modificats genèticament produirien els enzims que els pacients amb PKU no tenien i trencaven les proteïnes en productes no tòxics.

Sóc investigador postdoctoral de la UCSD que estudia la comunitat de microbis que viuen dins del nostre cos i com afecten la nostra salut. Ara estem començant a entendre el paper que juguen mantenint-nos saludables. El següent pas és descobrir com podem modificar-los per millorar la nostra salut. I l’estudi de Synlogic està apropant aquest somni.

Bacteries d’enginyeria que viuen a la nostra tripa

Potser us sorprendrà saber que els nostres intestins són habitats per bilions de bacteris que ens ajuden a digerir els aliments, a produir vitamines per a nosaltres i a educar el nostre sistema immunitari. Aquesta comunitat de microbis és el nostre microbioma. Junts alberguen milions de gens diferents en els seus genomes, superant en nombre els nostres gens humans de 150 a 1, i podem utilitzar-los al nostre propi benefici.

Escherichia coli Nissle 1917 és un d'aquests microbis que viuen a la majoria de nosaltres i ha estat àmpliament utilitzat com a probiòtic durant més d'un segle, demostrant la seva seguretat.

Aquest és el bacteri que Synlogic va escollir per crear un nou "super bacteri" terapèutic anomenat SYNB1618 per a pacients amb PKU.

Els investigadors van introduir tres gens que permeten a SYNB1618 transformar un dels components bàsics de la proteïna, un aminoàcid anomenat fenilalanina, al compost segur, el fenilpiruvat. Mentre els nivells de fenilalanina siguin baixos, els pacients amb PKU no mostren cap símptoma i viuen vides normals.

Són els bacteris GM segurs?

Els opositors dels organismes modificats genèticament poden oposar-se a afegir microbis de disseny a les entranyes. Però igual que ho fan amb els aliments modificats genèticament, hi ha estrictes regulacions de la FDA que asseguren que aquests microbis són segurs.

En el cas de SYNB1618, els investigadors van eliminar un gen responsable de produir un ingredient essencial per a la construcció dels bacteris. Si els investigadors no proporcionen l’ingredient que falten per als bacteris dissenyats, no es poden replicar i moriran. És una manera per als investigadors de controlar el SYNB1618 en el cos d’un pacient.

Quan van provar els microbis en ratolins, van descobrir que després de 48 hores sense l'ingredient crucial, el SYNB1618 havia desaparegut de les seves entranyes.

Els investigadors de Synlogic també van prendre altres precaucions a l'hora d'enginyar SYNB1618 i van triar els microbis que calia utilitzar per a la teràpia. A part dels gens afegits al procés de fenilalanina, els bacteris dissenyats contenen exactament els mateixos gens que l'original E. coli Nissle 1917 que és nativa de l'intestí, que garanteix la seva seguretat.

Realment funciona?

Una vegada que els investigadors van demostrar que els bacteris podrien convertir la fenilalanina al laboratori, van decidir administrar el bacteri als ratolins amb PKU. Els resultats van mostrar que la SYNB1618 va degradar la fenilalanina circulant a l’intestí dels animals, que va reduir els nivells de sang de ratolins tractats.

Vegeu també: l’estudi suggereix que els bacteris probiòtics i els superbugs poden produir electricitat

Després, preparant-se per a proves en humans, els investigadors van provar el SYNB1618 en micos per garantir la seguretat i l'eficàcia en humans. Els micos sans sense PKU van ser alimentats amb fenilalanina i després es van administrar dosis de microbis. Els bacteris SYNB1618 van reduir amb èxit els nivells de fenilalanina en sang, igual que el ratolí.

Synlogic està provant SYNB1618 en humans en un assaig clínic de fase 1.

Aquest és un pas cap a un nou enfocament terapèutic que ofereix un gran potencial per tractar malalties humanes com la diabetis i el càncer i per controlar els nivells d'inflamació en malalties inflamatòries intestinals.

Mentre descobrim i comprenem el paper de tots els microbis que habiten els nostres cossos, espero que identifiquem els microbis que poden ser el vehicle perfecte per portar diverses teràpies genètiques que tractin encara més malalties, incloses les que impliquen el metabolisme i el sistema nerviós central.

Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation de Pedro Belda Ferre. Llegiu l'article original aquí.