Nuevos componentes para computación bacteriana

Sensores, conmutadores de memoria y circuitos pueden ser codificados en una bacteria común del intestino.

Bacterias de las especies “amistosas” que viven dentro de nuestro sistema digestivo están recibiendo el equivalente a una actualización de software que amplía las capacidades de un programa. Si esta llamativa iniciativa fructifica del modo previsto, algún día la nueva tecnología podría permitir programar a dichas bacterias para detectar, y quizá incluso combatir, enfermedades como el cáncer de colon y diversos trastornos inmunitarios.

El equipo de Timothy Lu, profesor de ingeniería biológica y de ingeniería electrónica y ciencias de la computación en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, ha desvelado una serie de sensores, conmutadores de memoria y circuitos que pueden ser codificados en una bacteria común del intestino humano, la llamada Bacteroides thetaiotaomicron.

Estos elementos de computación básicos permitirán a las bacterias detectar, memorizar y responder adecuadamente ante las señales del intestino, con aplicaciones futuras que podrían incluir la detección temprana y el tratamiento de enfermedades inflamatorias intestinales o del cáncer de colon.

En otros trabajos de investigación y desarrollo, ya se construyeron circuitos genéticos dentro de organismos modelo como la bacteria E. coli. Sin embargo, tales cepas solo se encuentran en cantidades pequeñas dentro del intestino humano.

Bacteroides thetaiotaomicron (en blanco) viviendo sobre células mamíferas en el intestino (células rosadas grandes cubiertas de “vello”) y activándose por señales químicas añadidas de forma exógena (pequeños puntos verdes) para expresar genes concretos, por ejemplo los que codifican para proteínas emisoras de luz como la luciferasa (bacterias brillantes). (Imagen: Janet Iwasa)

Ante esto último, el equipo de Lu y Christopher Voigt, profesor de ingeniería biológica en el MIT, se propuso trabajar con bacterias como las B. thetaiotaomicron, que están presentes en muchas personas en niveles abundantes, y que pueden colonizar de forma estable el intestino durante largos períodos de tiempo.

El equipo desarrolló una serie de piezas genéticas que pueden emplearse para programar de forma precisa la expresión genética dentro de las bacterias. Usando estas piezas, los científicos construyeron cuatro sensores que pueden ser codificados en el ADN de la bacteria y que ante la señal adecuada reaccionan activando y desactivando genes dentro de las B. thetaiotaomicron.

Información adicional