Bacterias que destruyen tumores

Científicos del Centro de Investigación del Cáncer de Salamanca lideran un equipo internacional que ha identificado un mecanismo por el cual una proteína producida por la bacteria Vibrio cholerae puede atacar las células cancerosas humanas algo que podría permitir desarrollar tratamientos combinados y específicos

De causar el cólera a afectar a las células tumorales humanas, la bacteria que destruye tumores. Vibrio cholerae se pone al servicio del estudio de la progresión del cáncer para tratar de desentrañar si la interacción entre microorganismos y células tumorales puede abrir nuevas vías terapéuticas y preventivas. Un equipo internacional, liderado por el científico Antonio Hurtado del Centro de Investigación del Cáncer (CIC) de Salamanca ha conseguido identificar un mecanismo por el cual una proteína producida por esta bacteria puede atacar las células cancerosas humanas.

HapA, secretada por esta bacteria, es una enzima que corta otras proteínas así, actúa como una ‘llave’ capaz de localizar ciertas ‘cerraduras’ o receptores que se ubican en la superficie de las células tumorales. Al reaccionar con estos receptores llamados PAR1 y PAR2 activa una señal, la vía MEK-ERK, dentro de la célula que provoca una reacción de manera transitoria y no sostenida que las lleva a autodestruirse mediante un proceso conocido como muerte celular programada o apoptosis.

«En otras palabras, HapA confunde a la célula tumoral y la lleva a autodestruirse», explica Hurtado, científico titular en el CIC cuyo laboratorio combina enfoques de genómica y proteómica funcional para entender cómo los receptores nucleares y factores de transcripción contribuyen al desarrollo tumoral.

«Mi trabajo se centra en comprender los mecanismos moleculares que impulsan el desarrollo y la progresión de los tumores hormono dependientes. En los últimos años, en el equipo de investigación hemos ampliado nuestro interés al estudio del microbioma patógeno y su influencia en la iniciación y progresión del cáncer, con el objetivo de desentrañar cómo la interacción entre microorganismos y células tumorales puede abrir nuevas vías terapéuticas y preventivas».

Gracias a los estudios previos realizados, los cuales mostraban que ciertos productos bacterianos pueden tener efectos anticancerígenos, dieron con este nuevo objeto de estudio.

«En trabajos anteriores ya habíamos identificado una proteína de Vibrio cholerae con propiedades citotóxicas, capaces de alterar o destruir células tumorales. Esto nos llevó a preguntarnos si otras proteínas secretadas por la bacteria podrían tener efectos similares o incluso más potentes».

Fue por ello que decidieron seguir trabajando con esta bacteria, conocida por causar el cólera, una labor que dio sus frutos cuando localizaron a HapA debido a «su sorprendente mecanismo de acción».

«Descubrimos que esta proteína tiene la capacidad de reducir la viabilidad de las células cancerosas. Es decir, actúa sobre ciertos receptores de las células tumorales y puede inducir su muerte programada. Esto abre la posibilidad de usar componentes bacterianos como herramientas o inspiración para nuevas terapias contra el cáncer».

El científico apunta que las bacterias producen una variedad de moléculas con efectos biológicos «muy específicos. Algunas de ellas pueden ser aprovechadas para modular procesos celulares humanos, incluidos aquellos que fallan en el cáncer».

«En lugar de pensar solo en las bacterias como agentes patógenos, quisimos explorar su potencial como fuente de nuevas herramientas terapéuticas. Entender cómo ciertas bacterias atacan células humanas puede ayudarnos a diseñar fármacos que reproduzcan esos efectos de forma controlada y segura».

Así, han trabajado en esta investigación en colaboración con científicos de Umeå University de Suecia y University Hospital Zurich de Suiza con el objetivo de identificar y comprender los mecanismos bacterianos que pueden afectar la supervivencia de las células tumorales, y utilizar ese conocimiento para llegar a dar con nuevas estrategias anticancerígenas. «Queremos traducir lo que la naturaleza ya ha desarrollado. Aprovechar la interacción bacteria-célula en posibles terapias biotecnológicas o farmacológicas».

Para el desarrollo de este proyecto, han trabajado en tres etapas empleando sistemas avanzados de imagen en tiempo real que permiten contar células vivas y muertas, y medir la muerte programada para observar con precisión el bloqueo de las vías.

Durante la primera fase colaboraron con Sun Nyunt Wai, de la Universidad de Umea, para cultivar las bacterias Vibrio cholerae y extraer el líquido donde crecen, llamado supernatante. Este no es perjudicial para el ser humano, pero sí contiene las proteínas responsables de la muerte de las células tumorales.

«La clave del experimento fue suprimir la expresión de los genes bacterianos que sospechábamos implicados en la inducción de muerte celular. Al comparar los sobrenadantes de distintas bacterias, podíamos identificar la proteína de Vibrio cholerae responsable de ese efecto», incide el investigador.

Más tarde aplicaron ese líquido sobre células humanas de cáncer de mama, colon y páncreas para observar qué efectos producía. Así estudiaron si las células seguían vivas y podían multiplicarse tras estar en contacto con estas sustancias bacterianas, en particular con HapA, y vieron que solo morían en los grupos en los que no se eliminaba la proteína bacteriana.

Finalmente, repitieron el experimento utilizando bacterias comensales, que no son nocivas para el ser humano, modificadas para producir únicamente la proteína HapA, y el resultado fue el mismo.

«Esa confirmación fue clave, nos permitió demostrar que era precisamente esta proteína, y no otra sustancia presente en el medio de la bacteria Vibrio cholerae, la responsable de inducir la muerte celular».

Además, aplicaron fármacos como trametinib que bloquean las rutas de la célula que controlan la supervivencia y la muerte, conocidas como vías MEK-ERK. Estos fueron empleados para tratar de confirmar que la muerte celular dependía de estas señales.

«Con este trabajo se demuestra el potencial de las proteínas bacterianas como herramientas terapéuticas antitumorales. Ya que, la acción selectiva y el modo de activación intracelular abren nuevas perspectivas para desarrollar tratamientos combinados y específicos».

«Si logramos trasladar este conocimiento al ámbito clínico, podríamos disponer de nuevos enfoques terapéuticos más selectivos, capaces de atacar células tumorales sin dañar las sanas. Además, el estudio aporta una nueva perspectiva, al permitir ver a los microorganismos no solo como enemigos, sino como aliados potenciales en la lucha contra el cáncer. La comprensión de estos mecanismos naturales puede abrir la puerta a tratamientos innovadores y complementarios a la quimioterapia o la inmunoterapia», incide Antonio Hurtado.