Programovanie baktérií v boji proti rakovine
Schopnosť programovať živé bunky tak, aby sa za určitých podmienok chovali špecifickým spôsobom, vytvára v medicíne nové príležitosti. Príkladom je nedávna štúdia na myšiach, v ktorej vedci programovali baktérie tak, aby pomáhali v boji proti rakovine.
Niektorým nádorom sa darí a šíria sa ďalej, pretože ich bunky vysielajú signál „nejedz ma“, vďaka ktorému ich imunitný systém nechá na pokoji. Nádorové bunky, ktoré nevysielajú signál, sú citlivé na makrofágy a iné imunitné bunky, ktoré ich môžu pohltiť a stráviť.
Vedci z Kolumbijskej univerzity v New Yorku teraz ukázali, že je možné programovať baktérie tak, aby vypínali signál „nejedz ma“ a indukovali protinádorovú imunitnú odpoveď.
Tento prístup je príkladom syntetickej biológie, rozvíjajúcej sa oblasti, v ktorej sa očakáva, že lekárske ošetrenie bude účinnejšie a konkrétnejšie ako mnoho molekulárnych metód.
V nedávnej dobe Prírodná medicína Vedci popisujú, ako programovali baktérie a používali ich na zmenšenie nádorov a zvýšenie prežitia na myšom modeli lymfómu.
Videli, že liečba nielen zmenšila nádory, ktoré si injekčne podali, ale reagovali aj vzdialené, sekundárne nádory alebo metastázy.
„Vidieť, že neošetrené nádory reagujú spolu s liečbou primárnych lézií, bolo neočakávaným objavom,“ hovorí spoluautor Tal Danino, odborný asistent biomedicínskeho inžinierstva na Kolumbijskej univerzite.
Príklad abskopálneho účinku
Danino tvrdí, že ich svedkami boli prvé prejavy „abskopálneho účinku“ pri liečbe rakoviny, pri ktorej sa používajú baktérie.
„To znamená,“ dodáva, „že budeme schopní pripraviť baktérie tak, aby primárne stimulovali nádory, a potom stimulovať imunitný systém, aby vyhľadával nádory a metastázy, ktoré sú príliš malé na to, aby sa detegovali pomocou zobrazovacích metód alebo iných prístupov.“
Pri liečbe rakoviny je abskopálnym účinkom schopnosť vyvolať protinádorovú odpoveď, ktorá ničí rakovinové bunky ďaleko od primárneho cieľa.
Bunky, ktoré vysielajú signály, ktoré mi nejedia, sú bežné nielen v nádoroch, ale aj v zdravom tkanive. To predstavuje výzvu pre vývojárov imunoterapií zameraných na signál.
Danino a jeho kolegovia túto výzvu splnili programovaním baktérií tak, aby uvoľnili svoje užitočné zaťaženie na utlmenie signálu, až keď cítili, že sa nachádzajú v „mikroprostredí nádoru“.
E. coli s kódovanými nanoprotilátkami
Samotné užitočné zaťaženie bolo vo forme „kódovanej nanoprotilátky“ a baktéria, ktorú použili, bola „nepatogénna“ Escherichia coli namáhať. “
V nádoroch E. coli baktérie sa množia v nekrotických jadrách alebo vo vreckách odumierajúcich buniek.
Tím naprogramoval baktérie tak, aby snímali kvórum, čo znamená, že keď dosiahli určitú veľkosť populácie, zomreli a uvoľnili užitočné množstvo kódovaných nanoprotilátok.
Táto stratégia zabránila baktériám preniknúť do iných tkanív a umlčala signály nejesť ma v ich bunkách. Avšak ponechalo tiež dostatok bakteriálnych buniek na založenie novej populácie, čím sa nastavili opakujúce sa cykly podávania liečiva do nádoru.
Tím už predtým preukázal takúto stratégiu dodávania liekov.
V novej štúdii ukázali, že môže tiež selektívne vypnúť signály „nejedzte mi“ v rakovinových bunkách zameraním na CD47, proteín, ktorý vysiela signál.
Aktivácia T buniek infiltrujúcich nádor
Tím naznačuje, že liečba funguje, pretože robí dve veci. Po prvé, prítomnosť živých baktérií indukuje lokálny zápal v nádore. To vyvolá imunitný systém.
Druhá vec, ktorú liečba robí, je spustenie imunitných buniek, ako sú makrofágy, na príjem nádorových buniek, pretože vypína ich CD47, nejedzte ma signál. Táto imunitná odpoveď zase pripravuje „T-bunky infiltrujúce nádor“, ktoré potom migrujú do vzdialených metastáz.
Vedci tvrdia, že zistenia sú „dôkazom koncepcie abskopálneho účinku vyvolaného umelou bakteriálnou imunoterapiou“ a dospievajú k záveru:
"Takto pripravené baktérie sa môžu použiť na bezpečné a lokálne dodanie imunoterapeutického užitočného množstva vedúceho k systémovej protinádorovej imunite."
Bezpečnosť a účinnosť metódy už testujú na iných druhoch rakoviny u myší. Potom dúfajú, že pristúpia k klinickým skúškam na ľuďoch.
