Suposa un avenç en l’ús d’aquests microorganismes per tractar alteracions cutànies i altres malalties amb teràpies vives
Investigadors del Laboratori de Biologia Sintètica Traslacional del Departament de Medicina i Ciències de la Vida de la Universitat Pompeu Fabra han manipulat un bacteri de la pell perquè produeixi i secreti una molècula adequada per tractar els símptomes de l’acné. Es tracta del Cutibacterium acnes, la seva efectivitat s’ha provat en línies cel·lulars cutànies i la seva administració s’ha validat en ratolins. Aquesta troballa obre la porta a ampliar la via de l’enginyeria de bacteris no editables per tractar alteracions de la pell i altres malalties mitjançant teràpies vives. El treball s’ha publicat a la revista ‘Nature Biotechology’.
L’acné és una afecció cutània comuna causada per l’obstrucció o inflamació dels fol·licles pilosebacis. La seva aparició pot ser variada, des de punts blancs o punts negres fins a pústules i nòduls que sorgeixen, principalment, a la cara, el front, el pit, la part superior de l’esquena i les espatlles. Tot i que és més freqüent entre els adolescents, afecta persones de totes les edats.
Els casos més greus es tracten amb antibiòtics, per eliminar els bacteris que viuen als fol·licles, o amb isotretinoïna, un derivat de la vitamina A que indueix la mort dels sebòcits, les cèl·lules epitelials de la pell que produeixen el seu. Aquests tractaments poden produir greus efectes secundaris com la ruptura de l’homeòstasi del microbioma de la pell o fotosensibilitat. També poden causar defectes congènits o descamació extrema.
Els investigadors que han participat en aquest estudi han aconseguit editar el genoma del bacteri Cutibacterium acnes perquè segregui i produeixi la proteïna NGAL, coneguda per ser un mediador de la isotretinoïna, que ha demostrat reduir el seu en se capaç d’induir la mort dels sebòcits. «Hem desenvolupat una teràpia tòpica amb un enfocament dirigit, utilitzant el que ja té la natura», ha afirmat Nastassia Knödlseder, primera autora de l’estudi que ha dit que han dissenyat un organisme que produeix el que la pell necessita: «Ens hem centrat a tractar l’acné, però aquesta plataforma es pot ampliar a moltes altres indicacions», ha apuntat.
Eixamplar el camí de l’enginyeria bacteriana
Fins ara, aquest bacteri es considerava intractable perquè era molt complicat «introduir-hi ADN i aconseguir que produís o secretés proteïnes a partir d’un element inserit al seu genoma», ha explicat Knödlseder, que també és postdoctoranda al Laboratori de Biologia Sintètica de la UPF.
En aquesta línia, ha detallat que aquest bacteri és atractiu com a xassís per a la biologia sintètica per tractar malalties de la pell. «El seu contacte estret amb dianes terapèutiques rellevants i el fet que s’hagi demostrat que s’empelta amb èxit quan s’aplica a la pell humana, va fer que els investigadors insistissin a editar el genoma d’aquest bacteri no manipulable», apunten els científics.
Per editar el genoma d’aquest bacteri, l’equip de recerca dirigit per l’investigador Marc Güell va centrar-se a millorar el subministrament d’ADN a la cèl·lula, l’estabilitat de l’ADN dins de la cèl·lula i l’expressió gènica. Així doncs, el bacteri sintètic resultant presenta característiques de seguretat que fan possible el seu ús “a la vida real” i la seva consideració per a futures teràpies humanes.
El nou microorganismes pot secretar i produir NGAL per modular la producció de seu en línies cel·lulars. I, quan s’aplica a la pell de ratolins s’empelta, viu i produeix la proteïna d’interès. Tot i això, els experts han avisat que la pell dels ratolins no és comparable a la dels humans. Han recordat que té més pèl, menys lípids i un mecanisme de sudoració diferent. Per això cal un model alternatiu, que representi millor la pell humana, com els models de pell en 3D.
La ruta cap a la terapèutica
«Hem desenvolupat una plataforma tecnològica que obre la porta a editar qualsevol bacteri per tractar múltiples malalties. Ara estem centrats en l’ús d’aquest per tractar l’acné, però podem oferir circuits genètics per crear microbis intel·ligents per a aplicacions relacionades amb la detecció cutània o la modulació immunològica”, ha assenyalat Güell.
Seguint la mateixa estratègia, aquesta línia de recerca continuarà en el marc del projecte europeu «SkinDev», en què científics del laboratori de Biologia Sintètica i els seus socis editaran el bacteri per tractar la dermatitis atòpica, una malaltia inflamatòria cutània crònica caracteritzada per pell seca, èczema i irritació greu que afecta, especialment, els nens petits.
Tot i que qualsevol estratègia terapèutica viva ha de ser validada individualment, els investigadors mostren el seu optimisme en l’aplicació d’aquests microbis intel·ligents als éssers humans perquè l’organisme no manipulat ja ha estat provat a la pell de pacients mostrant seguretat i eficàcia.
L’equip de recerca l’han completat científics de l’Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL), de la Universitat de Barcelona, del Servei de Tecnologia de Proteïnes del Centre de Regulació Genòmica, el Phenocell SAS, el Medizinische Hochschule Brandenburg Theodor Fontane i les Universitats de Lund i Aarhus.
