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Creación de bacterias comestibles: Un equipo de investigadores han creado bacterias (los puntos en la parte de abajo de la imagen) capaces de producir una proteína que hace que las células epiteliales intestinales (arriba, señaladas en azul) fabriquen insulina.
Unas bacterias intestinales creadas a partir de ingeniería genética provocan que las células intestinales de los ratones produzcan insulina.
Según una investigación preliminar presentada esta semana en la conferencia American Chemical Society, en Washington, D.C., unos microbios intestinales benignos creados para la fabricación de una proteína específica podrían ayudar a regular el azúcar en la sangre en los ratones diabéticos. Aunque la investigación aún se encuentra en su fase más inicial, estos microbios, que se pueden cultivar dentro de un yogur, puede que algún día ofrezcan un tratamiento alternativo para las personas con diabetes.
Esta investigación supone un nuevo enfoque dentro de la probiótica: unos antiguos suplementos compuestos de bacterias no dañinas, como las que se encuentran en los yogures, y que se ingieren para promover un buen estado de salud. Gracias al cada vez mayor entendimiento de este tipo de microbios, un grupo de científicos está intentando fabricarlos para aliviar dolencias específicas. "El concepto del uso de bacterias para ayudar (o arreglar) desórdenes dentro del cuerpo humano es extremadamente creativo e interesante," escribió Kelvin Lee, ingeniero químico en la Universidad de Delaware, en Maryland (EE.UU.), en un correo electrónico. "Incluso si no nos lleva a una solución directa para el problema de la diabetes, abre nuevas vías de pensamiento en un sentido más general," afirma Lee, que no estuvo involucrado en la investigación.
La gente con diabetes de tipo 1 es incapaz de fabricar insulina, una hormona que hace que los músculos y las células del hígado tomen la glucosa y la almacenen en forma de energía.John March, ingeniero bioquímico en la Universidad Cornell, en Ithaca, Nueva York, y sus colaboradores decidieron recrear este tipo de circuito tan esencial mediante el uso del sistema de señalización existente entre las células epiteliales que recubren el intestino y los millones de bacterias saludables que normalmente residen en ese área. Estas células epiteliales absorben los nutrientes de la comida, protegen a los tejidos contra las bacterias dañinas, y están a la escucha de señales moleculares provenientes de las bacterias saludables. "Si resulta que ya se están enviando señales entre ellas, ¿por qué no hacer que comuniquen lo que nosotros queramos?" se pregunta March.
Los investigadores crearon una cepa de bacteria E. coli no patógena que produce una proteína llamada GLP-1. En la gente saludable, esta proteína provoca que las células del páncreas fabriquen insulina. El año pasado, March y sus colaboradores demostraron que las células bacterianas que crearon, y encargadas de segregar la proteína, eran capaces de provocar a un grupo de células intestinales humanas colocadas en una placa para que produjesen insulina en respuesta a la glucosa. (Todavía no está claro por qué la proteína tiene este efecto.)
En la nueva investigación, los investigadores proporcionaron la bacteria a los ratones diabéticos. "Después de 80 días, los ratones pasaron de ser diabéticos a tener niveles de glucosa normales," afirma March. Los ratones diabéticos a los que no se les dio la bacteria mantuvieron sus altos niveles de azúcar en la sangre. "Lo que esto promete es que, a corto plazo, una persona diabética podría tomarse un yogur o beberse un batido como si se tratase de una terapia de insulina en respuesta a la glucosa, en vez de depender de las inyecciones de insulina," afirma Kristala Jones Prather, ingeniera bioquímic en MIT, y que no estuvo involucrada en la investigación.
La creación de bacterias capaces de producir esta proteína tiene una serie de ventajas sobre el uso de la proteína en sí misma como tratamiento. "La bacteria puede segregar la cantidad de proteína justa en respuesta a las condicione del anfitrión," afirma March. Esto podría, finalmente, "minimizar la necesidad de autovigilancia y permitiría a las células del paciente (o las células del comensal E. coli) proveer la cantidad de insulina apropiada cuando fuese necesario," afirma Cynthia Collins, bioingeniera en el Instituto Politécnico Rensselaer, en Troy, Nueva York, y que no estuvo involucrada en el estudio.
Además, la producción de la proteína allí donde se necesita ayuda a superar algunos de los problema relacionados con los fármacos basados en proteínas, cuya fabricación puede resultar muy cara y a menudo se ven degradados durante la digestión. "Purificar la proteína y después pasarla por el intestino resulta muy caro," afirma March. "La probiótica es barata—menos de un dólar por cada dosis." En aquellos ambientes menos privilegiados, se podrían cultivar en yogures y distribuirse a lo largo del poblado.
Los investigadores aún no han estudiado los intestinos de los animales, por lo que no saben exactamente cómo o dónde producen la insulina los ratones diabéticos. Tampoco está claro si el tratamiento, que presumiblemente provoca que las células intestinales produzcan insulina, tiene algún tipo de efecto dañino, tal y como la sobreproducción de la hormona o quizá la inhibición de la función normal de las células epiteliales. "Los ratones parecen tener niveles de glucosa en sangre normales actualmente, y su peso es normal," afirma March. "Si dejaran de comer, estaríamos preocupados."
Los microbios de March se encuadran dentro de un número de nuevas cepas que están siendo desarrolladas para tratar enfermedades, entre las que se incluyen bacterias diseñadas para luchar contra las cavidades, producir vitaminas y tratar la intolerancia a la lactosa. El grupo de March también está fabricando una cepa de E. coli diseñada para prevenir el cólera. La prevención del cólera "necesita ser algo que podamos conseguir a bajo coste, fácilmente, y que se pueda pasar de poblado en poblado, así que ¿por qué no utilizar algo que se pueda mezclar en la comida y cultivar de forma gratuita?" afirma March.
Sin embargo, este trabajo aún está en su fase más inicial; la utilización de organismos vivos como terapia seguramente genere una serie de retos particulares. Se necesitan llevar a cabo más investigaciones para determinar qué ciclo vital tienen estas bacterias en el intestino, así como averiguar si las alteraciones en la flora intestinal pueden tener efectos dañinos, afirma Prather desde el MIT.
Además, los estudios recientes muestran que los distintos individuos poseen distintos tipos de colonias de bacteria intestinal, y no está clara la forma en que estas variaciones podrían afectar a los tratamientos bacterianos. "Esto puede que suponga un reto especial a la hora de determinar la dosis apropiada de bacterias terapéuticas," afirma Collins en Rensselaer. "El tamaño de la población de bacterias terapéuticas y su duración dependerán probablemente de los microbios en el intestino de cada individuo."
Fuente: TechnologyReview. Las bacterias biotecnológicas podrían ayudar a combatir la diabetes
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