Per quasi mezzo secolo, a partire dal 1890, William B. Coley iniettò microrganismi streptococcici in migliaia di suoi pazienti con tumore in fase avanzata inoperabile al Memorial Hospital di New York City. Ha funzionato. Nella maggior parte dei casi, la procedura ha ridotto i loro tumori e un paziente ha vissuto altri 26 anni prima di morire di infarto. Ma molti altri sono morti per infezione batterica.
Da allora, sono in corso ricerche sulle terapie batteriche per il cancro. Ma gli scienziati del MIT e della University of California, San Diego hanno trovato un nuovo uso per i batteri: rilevare il cancro, piuttosto che trattarlo.
Lo studio del team, pubblicato sulla rivista Science Translational Medicine a maggio, spiega come alterano geneticamente un ceppo di batteri E. coli, Nissle 1917, in modo che quando incontra tumori nel fegato, rilascia un enzima luminescente che si presenta nei campioni di urina.
"Abbiamo programmato specificamente questi probiotici per creare una molecola che cambierebbe il colore delle urine per indicare la presenza di cancro", afferma Tal Danino, uno dei principali autori del documento.
Una scheda madre micropiantata utilizzando batteri probiotici programmabili sviluppati nel laboratorio di Bhatia. Le linee blu sono composte da punti fatti di batteri. (Tal Danino e Vik Muniz) Hanno progettato Nissle 1917 - lo stesso probiotico che è spesso nello yogurt per mantenere in movimento il tratto digestivo - per produrre un enzima naturale chiamato lacZ quando ci sono tumori presenti nel fegato. Hanno anche iniettato nei topi di laboratorio una molecola fatta di galattosio e luciferina, la proteina luminescente prodotta dalle lucciole. La luciferina non si illumina quando è legata allo zucchero, ma quando è presente il cancro, il lacZ incontra le molecole e divide il galattosio dalla luciferina. La luciferina si illumina quindi ed esce dal corpo nelle urine.
Altri diagnostici del cancro hanno utilizzato test delle urine, in particolare con il cancro alla vescica e alla prostata, ma non sono molto diffusi, perché possono avere una bassa sensibilità: mancano alcuni tumori.
"Il segnale che usavamo più spesso era basato sulla luminescenza che poteva essere testato con un semplice test di luciferasi - immagina un test di laboratorio qui - o poteva essere semplificato per essere visivo", afferma Sangeeta Bhatia, uno degli autori senior sulla carta e un professore di scienze della salute, ingegneria elettrica e informatica presso il MIT.
"Esiste una grande necessità clinica di rilevare metastasi epatiche nelle fasi iniziali, poiché esistono molti metodi per trattarle nelle fasi iniziali", afferma. I tassi di sopravvivenza sono significativamente più alti quando il cancro viene catturato in anticipo. Hanno deciso che una somministrazione orale avrebbe funzionato meglio perché la vena portale epatica trasporta i batteri direttamente dal tratto digestivo al fegato. Nissle è abbastanza comune da poterlo ordinare in forma liquida su Amazon.
Il fegato svolge un ruolo importante nella rilevazione del cancro perché molti tumori importanti, come la mammella e il colon-retto, metastatizzano lì. È un indicatore cruciale, ma è anche difficile, perché può essere difficile ottenere buone immagini usando i metodi di rilevamento tradizionali, come le scansioni TC o la risonanza magnetica.
"È anche importante perché il traffico di batteri verso il fegato naturalmente in modo che possano colonizzare queste metastast", afferma Bhatia. Secondo il rapporto, "Nei test sui topi con carcinoma del colon che si è diffuso al fegato, i batteri probiotici hanno colonizzato quasi il 90 percento dei tumori metastatici".
Bhatia e i suoi compagni di squadra inizialmente stavano cercando di usare i batteri come trattamento per il cancro, ma hanno cambiato modalità per lavorare sulla tecnica diagnostica. Mentre continuano a pensare alla terapia batterica, stanno perfezionando questo test.
"Stiamo lavorando per comprendere il traffico di questi probiotici dall'intestino nel fegato e determinare quali altri tipi di tumori possono essere utilizzati con questo approccio", afferma Bhatia.
