Nas últimas décadas, a medicina avançou consideravelmente nos tratamentos contra o câncer, mas todas as terapias disponíveis ainda enfrentam um obstáculo central: destruir células cancerígenas sem prejudicar as saudáveis. Cirurgias e radioterapia podem lesionar tecidos vizinhos, enquanto a quimioterapia ataca células de crescimento rápido de forma indiscriminada, afetando folículos capilares e o revestimento do estômago, por exemplo.
Uma alternativa promissora recorre a um aliado inesperado: as bactérias. Certas espécies não sobrevivem em ambientes ricos em oxigênio, habitando locais como o subsolo profundo ou o fundo de lagos. Essas bactérias, conhecidas como anaeróbicas, geralmente não conseguem infectar tecidos saudáveis, onde o oxigênio é abundante.
Já os tumores cancerosos são pouco oxigenados. À medida que crescem, seu suprimento sanguíneo se torna anormal e ineficiente, criando regiões internas com baixo nível de oxigênio. Esse ambiente oferece um nicho ideal para a instalação de bactérias anaeróbicas.
Na prática clínica, os médicos poderiam injetar esporos dormentes de uma bactéria anaeróbica no paciente. Esses esporos viajariam pela corrente sanguínea e permaneceriam inertes nos tecidos saudáveis e oxigenados. Ao alcançarem os tumores, desencadeariam infecções autolimitadas que atacariam o câncer. Essa é a teoria, mas a execução é mais complexa.
Em parceria com os colegas Bahram Zargar e Sara Sadr, ambos ex-alunos do Departamento de Engenharia Química da Universidade de Waterloo, publicamos recentemente um estudo investigando o potencial anticâncer da bactéria Clostridium sporogenes.
O uso de bactérias no tratamento do câncer não é novidade. Há milênios existem relatos de regressão tumoral associada a infecções bacterianas. No fim do século XIX, o médico nova-iorquino William Coley documentou o caso de um paciente cujos tumores regrediram após uma infecção grave.
Coley passou a testar terapias injetando bactérias vivas retiradas dessas infecções em pacientes com câncer. Em seus registros iniciais, um terço dos pacientes melhorou, a maioria não respondeu e cerca de 5% morreram por causa da infecção. O início não foi promissor, mas Coley persistiu.
Ele desenvolveu então um tratamento com bactérias tratadas termicamente, obtendo melhores resultados. Essas terapias, que estimulavam o sistema imunológico — um dos primeiros exemplos de imunoterapia —, ficaram conhecidas como “toxinas de Coley”.
A popularidade desse tratamento diminuiu com o surgimento de abordagens mais seguras e eficazes: a cirurgia tornou-se menos arriscada, e a radioterapia e a quimioterapia mostraram-se eficazes. Essas terapias eram muito mais fáceis de padronizar do que os micróbios usados por Coley.
As terapias bacterianas, contudo, continuaram a ser estudadas. Em meados do século XX, ensaios clínicos testaram a injeção de esporos da bactéria anaeróbica Clostridium sporogenes, um microrganismo não patogênico encontrado no solo. A C. sporogenes tem parentes famosos, como a C. tetani (causadora do tétano) e a C. botulinum (fonte do botox).
Testes pré-clínicos em camundongos confirmaram que os esporos injetados de C. sporogenes permaneciam inativos em tecidos saudáveis, mas proliferavam nos tumores. Nos ensaios clínicos, os pacientes apresentaram alguma regressão tumoral, mas de curta duração.
As bactérias danificavam o interior do tumor, mas não conseguiam atingir a borda externa, mais oxigenada. Assim, os tumores continuavam a crescer a partir dessas margens não afetadas.
Avançando para o século XXI, a biologia sintética oferece novas ferramentas. Esse campo foca na construção de entidades biológicas inéditas para enfrentar desafios de engenharia. A caixa de ferramentas da biologia sintética pode ser usada para criar variantes de bactérias anaeróbicas que suprimam tumores de forma mais eficaz do que as versões naturais.
A intolerância ao oxigênio da C. sporogenes permite direcioná-la ao tumor, mas também limita seu potencial terapêutico. Reconhecendo esse problema, nossa equipe busca uma solução de engenharia genética que mantenha a vantagem do direcionamento sem a limitação de desempenho.
Modificamos geneticamente a C. sporogenes de duas maneiras. Primeiro, inserimos um gene que aumenta sua capacidade de tolerar oxigênio, permitindo que penetre mais profundamente na borda externa do tumor. Segundo, introduzimos um sistema de controle, chamado de “quorum sensing”, que ativa a tolerância ao oxigênio apenas quando as bactérias encontram o tumor e atingem uma densidade populacional mínima.
Estudos futuros poderiam conectar esse sistema de controle a outras atividades, como a liberação de medicamentos ou a estimulação do sistema imunológico do paciente.
Nossa pesquisa ainda está em estágio inicial. O desenvolvimento contínuo contribuirá para os esforços da comunidade científica na criação de bioterapêuticos vivos que melhorem o tratamento do câncer.
Fonte: G1
