Програмирање бактерија за борбу против рака
Способност програмирања живих ћелија да се понашају на одређени начин под одређеним условима ствара нове могућности у медицини. Пример је недавна студија миша у којој су истраживачи програмирали бактерије да помогну у борби против рака.
Неки тумори успевају и шире се јер њихове ћелије шаљу сигнал „не једи ме“ због чега их имуни систем оставља на миру. Туморске ћелије које не шаљу сигнал рањиве су на макрофаге и друге имуне ћелије које их могу прогутати и сварити.
Сада су научници са Универзитета Колумбија у граду Њујорку показали да је могуће програмирати бактерије да искључе сигнал Не једи ме и индукују имунолошки одговор против тумора.
Приступ је пример синтетичке биологије, области у развоју у којој медицински третмани обећавају да ће бити ефикаснији и специфичнији од многих молекуларних метода.
У недавном Натуре Медицине истраживачи описују како су програмирали бактерије и користили их за смањивање тумора и повећање преживљавања на мишјем моделу лимфома.
Видели су да лечење није само смањило туморе које су убризгали, већ да су реаговали и удаљени, секундарни тумори или метастазе.
„Видети да нелечени тумори реагују заједно са лечењем примарних лезија било је неочекивано откриће“, каже ко-виши аутор Тал Данино, доцент за биомедицински инжењеринг на Универзитету Колумбија.
Пример апскопалног ефекта
Данино наводи да је оно чему су присуствовали била прва демонстрација „апскопалног ефекта“ у лечењу карцинома који користи бактерије.
„То значи“, додаје он, „да ћемо бити у могућности да инжењерирамо бактерије да локално приме туморе, а затим стимулишемо имуни систем да тражи туморе и метастазе који су премали да би се открили сликањем или другим приступима.“
У терапији карцинома, апскопални ефекат је способност изазивања антитуморског одговора који уништава ћелије карцинома далеко од примарне мете.
Ћелије које шаљу не једу ме сигнали су честе не само у туморима већ и у здравом ткиву. Ово представља изазов програмерима имунотерапија које циљају сигнал.
Данино и колеге су се суочили са овим изазовом програмирањем бактерија тако да су ослободили свој сигнал за утишавање сигнала само кад су могли да осете да се налазе у „микрооколошком окружењу“.
Е. цоли са кодираним нанотелима
Сама носивост била је у облику „кодираног нанотела“, а бактерија коју су користили била је „непатогена Есцхерицхиа цоли напрезање “.
Код тумора, Е. цоли бактерије се размножавају у некротичним језгрима или џеповима умирућих ћелија.
Тим је програмирао да бактерије осећају кворум, што значи да када су достигле одређену величину популације, умрле су и ослободиле свој терет кодираних нанотела.
Ова стратегија је зауставила продор бактерија у друга ткива и утишала сигнале Не једи ме у њиховим ћелијама. Међутим, такође је оставило довољно бактеријских ћелија да започне нову популацију, успостављајући понављање циклуса испоруке лекова у тумору.
Тим је већ показао такву стратегију испоруке лекова у ранијим радовима.
У новој студији показали су да се такође може селективно искључити Не једи ме сигнале у ћелијама рака циљањем на ЦД47, протеин који шаље сигнал.
Приминг туморских инфилтрирајућих Т ћелија
Тим сугерише да третман делује јер чини две ствари. Прво, присуство живих бактерија изазива локално запаљење у тумору. Ово позива имуни систем.
Друга ствар коју лечење покреће је покретање имуних ћелија, попут макрофага, да уносе туморске ћелије јер искључује њихов сигнал ЦД47 не једе ме. Заузврат, овај имуни одговор припрема „Т ћелије које се инфилтрирају у тумор“, а које затим мигрирају у удаљене метастазе.
Истраживачи сугеришу да су налази „доказ концепта за апскопални ефекат изазван инжењерском бактеријском имунотерапијом“ и закључују:
„Према томе, пројектоване бактерије могу се користити за сигурну и локалну испоруку имунотерапијског терета који доводи до системског антитуморског имунитета.“
Они већ тестирају сигурност и ефикасност методе са другим врстама карцинома на мишевима. После тога, надају се да ће наставити са клиничким испитивањима на људима.
