Programar bactérias para detetar o cancro (e talvez tratá-lo)

O cancro do fígado é um dos mais difíceis de detetar, mas o biólogo sintético Tal Danino teve um pensamento pouco convencional: e se pudéssemos criar um probiótico, uma bactéria comestível "programada" para encontrar tumores no fígado? A sua visão explora algo que apenas agora começamos a entender sobre as bactérias: o seu poder de perceção de quórum, ou de fazer algo em massa assim que atingem a densidade crítica. Danino, um bolseiro TED, explica como funciona a perceção de quórum — e como bactérias inteligentes a trabalharem em conjunto podem, um dia, mudar o tratamento do cancro.

Podem não se aperceber,

mas há mais bactérias no vosso corpo
do que estrelas na nossa galáxia.

Este fascinante universo
de bactérias dentro de nós

é parte integrante da nossa saúde,

e a nossa tecnologia
evolui tão rapidamente

que hoje podemos programar estas bactérias
como programamos computadores.

Este diagrama que aqui veem,

sei que parece uma espécie
de jogada desportiva,

mas, na verdade, é um modelo do primeiro
programa bacteriano que desenvolvi.

Tal como a programar "software",
podemos imprimir e escrever ADN

em diferente algoritmos
e programas dentro de bactérias.

O que este programa faz
é produzir proteínas fluorescentes

de uma forma rítmica

e gerar uma pequena molécula

que permite que as bactérias
comuniquem e se sincronizem,

tal como veem neste vídeo.

A crescente colónia
de bactérias que aqui veem

tem a largura de um cabelo humano.

O que não podem ver
é que o nosso programa genético

instrui estas bactérias
para que produzam pequenas moléculas

e estas moléculas viajam
entre milhares de bactérias individuais,

dizendo-lhes quando ligar e desligar.

As bactérias sincronizam
bastante bem a esta escala,

mas como a molécula que as sincroniza
só pode viajar a determinada velocidade,

em colónias de bactérias maiores,
isto resulta em ondas de viagem

entre bactérias
que estão afastadas umas das outras.

Podem ver estas ondas a ir da direita
para a esquerda ao longo do ecrã.

O nosso programa genético
baseia-se num fenómeno natural

chamado perceção de quórum,

em que bactérias ativam respostas
coordenadas e, por vezes, virulentas

quando atingem a densidade crítica.

Podemos ver a perceção de quórum
em ação neste vídeo,

onde uma crescente
colónia de bactérias só começa a brilhar

quando atinge
uma densidade alta ou crítica.

O nosso programa genético

continua a produzir estes padrões rítmicos
de proteínas fluorescentes

à medida que a colónia cresce.

A este vídeo e experiência em particular
chamamos "Supernova",

pois parece uma estrela a explodir.

Além de programar
estes belíssimos padrões,

perguntei-me que mais poderíamos
levar estas bactérias a fazer?

E decidi explorar
como poderíamos programas as bactérias

para detetar e tratar doenças
no nosso corpo, como o cancro.

Um dos factos surpreendentes
sobre as bactérias

é que podem crescer naturalmente
dentro de tumores.

Isto acontece porque,
por regra, os tumores

são áreas a que o sistema imunitário
não tem acesso,

e, assim, as bactérias acham estes tumores

e usam-nos como um abrigo
para crescerem e se propagarem.

Começámos a usar bactérias probióticas,

que são bactérias seguras
com benefícios para a saúde,

e descobrimos que,
administrados oralmente a ratos,

estes probióticos cresciam seletivamente
dentro dos tumores de fígado.

Percebemos que a forma mais conveniente

de realçar a presença dos probióticos,

e, logo, a presença de tumores,

era fazer estas bactérias
produzirem um sinal

que fosse detetável na urina,

e, assim, programámos
especificamente estes probióticos

para fazer uma molécula
que mudasse a cor da urina

para indicar a presença de cancro.

Prosseguimos para mostrar
que esta tecnologia

podia sensitiva e especificamente
detetar o cancro do fígado

que é difícil de detetar de outra forma.

Uma vez que estas bactérias
se situam especificamente em tumores,

temos vindo a programá-las
não só para detetar o cancro,

mas também para curá-lo,

produzindo moléculas terapêuticas
dentro do ambiente do tumor,

que diminuem os tumores existentes.

Temos vindo a fazê-lo
com programas de perceção de quórum

como viram em vídeos anteriores.

Em resumo, imaginem, no futuro,
tomar um probiótico programado

que pudesse detetar e curar o cancro,

ou até outras doenças.

A capacidade de programar bactérias

e programar vida

abre novos horizontes
na pesquisa do cancro.

Para partilhar esta visão,
trabalhei com o artista Vik Muniz

para criar um símbolo do Universo,

feito inteiramente de células
bacterianas e cancerígenas.

No final, espero que a beleza
e propósito deste universo microscópico

inspire novas e criativas abordagens
no futuro da pesquisa do cancro.

Obrigado.

(Aplausos)