Bakterijų programavimas kovai su vėžiu
Gebėjimas užprogramuoti gyvas ląsteles tam tikromis sąlygomis elgtis tam tikrais būdais sukuria naujas galimybes medicinoje. Neseniai atliktas pelių tyrimas, kurio metu mokslininkai užprogramavo bakterijas, padedančias kovoti su vėžiu, yra pavyzdys.
Kai kurie navikai klesti ir plinta, nes jų ląstelės siunčia signalą „nevalgyk manęs“, dėl kurio imuninė sistema juos palieka ramybėje. Naviko ląstelės, kurios nesiunčia signalo, yra pažeidžiamos makrofagų ir kitų imuninių ląstelių, kurios gali jas praryti ir suvirškinti.
Dabar mokslininkai iš Niujorko miesto Kolumbijos universiteto parodė, kad galima užprogramuoti bakterijas išjungti signalą „nevalgyk man“ ir sukelti priešnavikinį imuninį atsaką.
Šis metodas yra sintetinės biologijos pavyzdys, besiformuojanti sritis, kurioje medicinos gydymas žada būti veiksmingesnis ir specifiškesnis nei daugelis molekulinių metodų.
Neseniai Gamtos medicina Straipsnyje mokslininkai aprašo, kaip jie užprogramavo bakterijas ir panaudojo jas auglių mažinimui bei išgyvenamumui padidinti taikant pelės limfomos modelį.
Jie pamatė, kad gydymas ne tik sumažino jų suleistus navikus, bet ir tolimi, antriniai navikai ar metastazės.
„Matyti, kad negydyti navikai reaguoja kartu su pirminių pažeidimų gydymu, buvo netikėtas atradimas“, - sako Kolumbijos universiteto biomedicinos inžinerijos profesoriaus docentas Tal Danino.
Abscopalinio efekto pavyzdys
Danino teigia, kad tai, ką jie matė, buvo pirmasis „abscopalinio efekto“ demonstravimas gydant vėžį, kuriame naudojamos bakterijos.
"Tai reiškia", - priduria jis, - kad mes galėsime sukurti bakterijas, kad augliai būtų užkrėsti vietoje, ir paskui skatinti imuninę sistemą ieškoti navikų ir metastazių, kurie yra per maži, kad būtų galima juos nustatyti naudojant vizualizaciją ar kitus metodus. "
Gydant vėžį, abscopalinis poveikis yra gebėjimas sukelti priešnavikinį atsaką, kuris sunaikina vėžines ląsteles toli nuo pirminio taikinio.
Ląstelės, kurios siunčia manęs nevalgo, yra paplitusios ne tik navikuose, bet ir sveikuose audiniuose. Tai kelia iššūkį imunoterapijų, nukreiptų į signalą, kūrėjams.
Danino ir jo kolegos įveikė šį iššūkį užprogramuodami bakterijas, kad jos išlaisvintų savo signalą slopinančią naudingąją apkrovą tik tada, kai galėtų pajusti, kad yra „naviko mikroaplinkoje“.
E. coli su užkoduotais nanokūnais
Pati naudingoji apkrova buvo „užkoduoto nanokūno“ pavidalu, o jų naudojama bakterija buvo „nepatogeninė“ Escherichia coli įtempti “.
Navikų atveju E. coli bakterijos dauginasi nekrozinėse šerdyse arba mirštančių ląstelių kišenėse.
Komanda užprogramavo bakterijas kvorumo jausmui, o tai reiškia, kad, pasiekusios tam tikrą populiacijos dydį, jos žuvo ir išleido savo užkoduotų nanobusų apkrovą.
Ši strategija neleido bakterijoms prasiskverbti į kitus audinius ir nutildyti jų nevalgykite signalus savo ląstelėse. Tačiau tai taip pat paliko pakankamai bakterijų ląstelių, kad būtų sukurta nauja populiacija, nustatant pakartotinius vaisto pristatymo į naviką ciklus.
Komanda tokią narkotikų vartojimo strategiją jau buvo demonstravusi ankstesniame darbe.
Naujame tyrime jie parodė, kad jis taip pat gali selektyviai išjungti nevalgyk man signalus vėžinėse ląstelėse, nukreipdamas signalą siunčiantį baltymą į CD47.
Į naviką įsiskverbiančios T ląstelės
Komanda siūlo, kad gydymas būtų veiksmingas, nes jis daro du dalykus. Pirma, gyvų bakterijų buvimas sukelia vietinį naviko uždegimą. Tai iššaukia imuninę sistemą.
Antras dalykas, kurį daro gydymas, yra tai, kad imuninės ląstelės, pvz., Makrofagai, suvalgo naviko ląsteles, nes tai išjungia jų CD47 nevalgyk man signalo. Savo ruožtu šis imuninis atsakas lemia „į naviką įsiskverbiančias T ląsteles“, kurios vėliau migruoja į tolimas metastazes.
Tyrėjai teigia, kad išvados yra „abscopalinio poveikio, kurį sukelia inžinerinė bakterinė imunoterapija, koncepcijos įrodymas“ ir daro išvadą:
„Taigi inžinerijos būdu sukurtos bakterijos gali būti naudojamos saugiam ir vietiniam imunoterapinių naudingų krūvių pristatymui, sukeliančiam sisteminį priešnavikinį imunitetą“.
Jie jau bando metodo saugumą ir veiksmingumą su kitų rūšių pelėmis. Po to jie tikisi tęsti klinikinius tyrimus su žmonėmis.
