Una técnica del Technion usa bacterias seguras como microfábricas para producir proteínas terapéuticas in situ; aún sin ensayos en humanos, promete entrega local precisa.
Cómo funciona la fabricación in situ con bacterias terapéuticas seguras
Un equipo de Israel presentó una técnica que propone crear medicamentos dentro del organismo. La aproximación, aún sin ensayos en personas, usa bacterias vivas e inocuas como microfábricas que elaboran proteínas terapéuticas en el punto del cuerpo que las requiere. En lugar de producir el fármaco en una planta y administrarlo después, la fabricación ocurre dentro del tejido para que el tratamiento aparezca en el sitio necesario y actúe con actividad sostenida.
“Estamos acostumbrados a pensar que, para introducir un fármaco en el cuerpo, este debe fabricarse en una planta y luego administrarse mediante una cápsula o una inyección”, dijo Boaz Mizrahi, del laboratorio de biomateriales del Technion en la Facultad de Biotecnología e Ingeniería de Alimentos. Junto con la Dra. Adi Gross, describió un enfoque que acerca la producción al sitio de uso y replantea la relación entre manufactura y administración.
El investigador recordó que muchas terapias dependen de proteínas, como la insulina para regular la glucosa y otra hormona que favorece la formación de glóbulos rojos en pacientes con enfermedad renal. También citó anticuerpos y hormonas del crecimiento. Según explicó, las proteínas muestran gran fragilidad y su configuración resulta crítica. La vía oral fracasa porque estómago e intestino las tratan como alimento y las degradan, lo que anula su efecto terapéutico.
La estrategia del Technion evita ese obstáculo: bacterias inocuas sintetizan y secretan dentro del organismo proteínas ya plegadas y listas para actuar. El tejido recibe el compuesto en el momento de uso y con la estructura correcta, sin pasar por el tracto digestivo ni por procesos externos de conservación. El diseño prioriza la entrega local y la eficacia clínica potencial al colocar la producción exactamente donde el organismo la solicita.
Datos clave del estudio y del dispositivo
- El experimento usó Bacillus paralicheniformis para producir γ-PGA (gamma-PGA), decisiva en la cicatrización de heridas graves y en la baja de la inflamación.
- Un parche de microagujas diseñado por el equipo introdujo las bacterias; las microagujas alcanzan la capa interna de la piel y luego se disuelven sin dañar nervios ni vasos.
- En ratones, el parche desapareció en dos horas y no aparecieron señales de inflamación ni trauma tisular tras la aplicación.
- El trabajo con revisión por pares se publicó en Advanced Healthcare Materials, con codirección de la doctoranda Caroline Hali Alperovitz.
- El proyecto recibió apoyo de la Fundación de Ciencia de Israel y del Instituto de Nanotecnología Russell Berrie.
Aplicaciones clínicas potenciales y ventajas frente a terapias actuales
Para Mizrahi, la técnica abre la puerta a un nuevo tipo de tratamiento. En esa vía ubicó terapias para quemaduras graves, heridas de guerra y lesiones diabéticas. También mencionó enfermedades inflamatorias de la piel, entre ellas la psoriasis, como posibles destinatarias dentro de futuras aplicaciones clínicas. La proximidad entre producción y uso pretende atender tejidos lesionados con proteínas terapéuticas frescas y con estructura adecuada en el mismo lugar del daño.
Según el equipo, el órgano enfermo siempre recibiría proteínas recién producidas porque la fabricación ocurre dentro del cuerpo. Ese enfoque evita fallas de absorción y reduce problemas por exposición al aire. Además, las bacterias se multiplican en el tejido, por lo que una dosis podría durar días y disminuir costos. La entrega local apunta a mayor eficacia con menos desperdicio y a un control fino del tratamiento en el sitio específico.
Mizrahi describió el dispositivo como un parche muy sencillo, similar a una curita. Al colocarlo sobre la piel, las microagujas alcanzan la capa interna y después se disuelven; no lesionan nervios ni vasos sanguíneos en el punto de aplicación. Ya dentro del organismo, las bacterias actúan como una fábrica exactamente donde se requieren. Para Adi Gross, esta configuración permite producir y liberar la proteína terapéutica directamente en el sitio de tratamiento.
En un uso futuro, el paciente podría llevar el parche como una pegatina sin dolor y sin necesidad de personal médico, a diferencia de una inyección. El equipo recordó el caso de la insulina, hormona proteica que un cuerpo sano genera en el páncreas y que los pacientes reciben elaborada fuera del organismo mediante inyecciones repetidas. Según Mizrahi, un sistema vivo similar podría atender necesidades análogas, con resultados aún impredecibles.
Antecedentes de materiales vivos y rumbo de la investigación israelí
El laboratorio de Mizrahi declaró inspiración en la naturaleza y en conocimientos acumulados durante siglos. En paralelo, numerosos equipos del mundo evalúan terapias bacterianas diseñadas, con bacterias modificadas de manera genética para entregar fármacos contra cáncer, trastornos metabólicos y enfermedad inflamatoria intestinal. Ese contexto científico sirvió como marco para la propuesta del Technion y reforzó la idea de ubicar la producción en el propio tejido que requiere tratamiento.
En estudios previos, otros científicos aplicaron un enfoque de materiales vivos por medio de parches de microagujas. El sistema generó polímeros útiles dentro de la piel, es decir, moléculas de gran tamaño con valor funcional. Ese logro sirvió como plataforma para el proyecto actual del equipo israelí y definió sus pasos siguientes en el desarrollo, con un énfasis explícito en la transición hacia proteínas terapéuticas con actividad local.
A partir de esa base, el grupo buscó un mecanismo con doble función. Según Mizrahi, el objetivo consistió en lograr síntesis y secreción in situ dentro de un lugar específico del cuerpo, además de proporcionar las mejores condiciones para producir y liberar agentes terapéuticos. Esa ambición fijó la hoja de ruta del dispositivo y organizó el diseño para que la generación del biofármaco coincidiera con su administración en el mismo punto.
Para el experimento, el equipo seleccionó la bacteria inocua Bacillus paralicheniformis y la alteró con el fin de producir γ-PGA, proteína decisiva en cicatrización e inflamación. Un parche de microagujas diseñado y fabricado por el grupo introdujo las bacterias en la piel. Tras ensayos en ratones, el Technion publicó el estudio con revisión por pares en Advanced Healthcare Materials, con codirección de Caroline Hali Alperovitz.