Podemos usar bacterias para detectar el cáncer (y tal vez tratarlo)

El cáncer de hígado es uno de los más difíciles de detectar, pero al biólogo sintético Tal Danino tiene una propuesta creativa: ¿y si pudiéramos crear una bacteria probiótica comestible y programable que detecte tumores en el hígado? Su visión explora algo que apenas empezamos a entender sobre las bacterias: su poder de autoinducción, o actuar juntas una vez que alcanzan una masa crítica. Danino, un Becario TED, explica cómo funciona la percepción de quórum y cómo las bacterias inteligentes que trabajan juntas cambiarán algún día el tratamiento del cáncer.

Puede que no sean conscientes,

pero hay más bacterias en el cuerpo
que estrellas en toda la galaxia.

Este universo fascinante de bacterias

es parte integral de nuestra salud,

y la tecnología está
evolucionando tan rápidamente

que hoy podemos programar estas
bacterias igual que a las computadoras.

En el diagrama que se ve aquí...

sé que parece algún tipo
de plano deportivo

pero en realidad es un plano del primer
programa bacteriano que desarrollé.

Igual que con el software,
podemos imprimir y escribir ADN

en diferentes algoritmos
y programas dentro de la bacteria.

Este programa produce
proteínas fluorescentes

rítmicamente

y genera una molécula pequeña

que permite a las bacterias
comunicarse y sincronizarse

como pueden ver en esta película.

La creciente colonia
de bacterias que ven aquí

tiene en grosor de un cabello humano.

Lo que no pueden ver es que
nuestro programa genético

instruye a estas bacterias
para producir pequeñas moléculas,

que luego se moverán entre
los miles de bacterias individuales

ordenándoles cuando
encenderse y apagarse.

Las bacterias se sincronizan
bastante bien a esta escala

pero la molécula que sincroniza solo
puede viajar a una velocidad limitada,

y en colonias más grandes de bacterias
esto da lugar a ondas que se propagan

entre bacterias que se encuentran
a distancia una de la otra.

Pueden ver estas ondas propagandose
de derecha a izquierda en la pantalla.

Nuestro programa genético
se basa en un fenómeno natural

llamado percepción de quórum,

en que las bacterias coordinan
respuestas, a veces virulentas

una vez que alcanzan una densidad crítica.

Pueden ver la percepción de
quórum en acción en este video,

donde una colonia de bacterias
en aumento solo empieza a brillar

una vez que alcanza una
densidad alta o crítica.

Nuestro programa genético

continúa produciendo estas patrones
rítmicos de las proteínas fluorescentes

a medida que la colonia se expande.

Esta película y experimento en
particular se llaman La Supernova,

porque parece una estrella
a punto de explotar.

Además de programarlas que produzcan
estos hermosos patrones

me preguntaba, ¿qué más
podemos lograr que hagan?

Y decidí investigar
cómo podemos programarlas

para que detecten y traten
enfermedades como el cáncer.

Uno de los hechos sorprendentes
sobre las bacterias

es que pueden crecer de manera
natural dentro de los tumores

ya que los tumores normalmente

son áreas en las que el sistema
inmunológico no tiene acceso,

y así las bacterias,
al encontrar estos tumores,

los usan como un refugio seguro
para crecer y prosperar.

Empezamos usando bacterias probióticas

que son unas bacterias seguras,
beneficiosas para la salud,

y descubrimos que al administrarlas
por vía oral a ratones,

estos probióticos se desarollan de manera
selectiva en los tumores hepáticos.

Y también de que la forma más cómoda de
destacar la presencia de los probióticos,

y, por tanto, la de tumores,

era conseguir que produzcan
una señal detectable en la orina

y así programar probióticos
de manera especifica

para crear moléculas que
cambian el color de la orina

para indicar la presencia del cáncer.

Pudímos demostrar que esta tecnología

podría sensible y específicamente
detectar el cáncer de hígado,

que de lo contrario
es dificil de detectar.

Puesto que estas bacterias se alojan
específicamente en los tumores,

las programamos no solo para detectar
cáncer sino tambien para tratarlo

mediante la producción de
moléculas terapéuticas

desde dentro del entorno canceroso
reduciendo así los tumores existentes

y lo hicimos usando programas
de percepción de quórum,

los que han visto
en los videos anteriores.

En resumen, imaginensen que en el futuro
se podrán tomar probióticos programados

que detectarán y curarán el cáncer

o incluso otras enfermedades.

La capacidad de programar
bacterias y la vida misma

abre nuevos horizontes en
la investigación del cáncer,

y para compartir esta visión,

he trabajado con el artista Vik Muniz
para crear el símbolo de la universo,

hecho completamente de células
bacterianas y cancerosas.

En última instancia, mi esperanza
es que el belleza y el propósito

de este universo microscópico

inspirará nuevos enfoques creativos

para el futuro de la
investigación sobre cáncer.

Gracias.

(Aplausos)