Τα βακτήρια που σκοτώνουν τον καρκίνο αποφεύγουν το ανοσοποιητικό σύστημα PlatoBlockchain Data Intelligence. Κάθετη αναζήτηση. Ολα συμπεριλαμβάνονται.

Τα βακτήρια που σκοτώνουν τον καρκίνο διαφεύγουν το ανοσοποιητικό σύστημα

Χρονική σήμανση: 23 Μαΐου 2022 10:00 π.μ.

Οι βακτηριακές θεραπείες, στις οποίες χρησιμοποιούνται ζωντανά βακτήρια για την παροχή φαρμάκων ή άλλων ωφέλιμων φορτίων για τη θανάτωση καρκινικών κυττάρων, θα μπορούσαν να παρέχουν μια εναλλακτική θεραπεία για ένα ευρύ φάσμα καρκίνων. Όταν τα βακτήρια διεισδύουν στο ανθρώπινο σώμα, το ανοσοποιητικό σύστημα ενεργοποιεί έναν μηχανισμό καταπολέμησης της ξένης ουσίας, με τις συνέπειες τέτοιων γεγονότων να εξαρτώνται από την ισχύ του βακτηρίου. Ωστόσο, ορισμένα προβιοτικά βακτήρια, όπως π.χ Escherichia coli Nissle 1917 (EcN), αντισταθείτε εύκολα στις γραμμές άμυνας του ανοσοποιητικού συστήματος. Αυτό θα μπορούσε να είναι προβληματικό εάν τέτοια βακτήρια εξετάζονται για θεραπευτικές εφαρμογές.

Τα ζωντανά βακτήρια μπορούν να κατασκευαστούν για να αντεπιτίθενται στο ανοσοποιητικό σύστημα, με αποτέλεσμα δύο πιθανά αποτελέσματα: συμβιβασμός στο ανοσοποιητικό σύστημα μετά την παράδοση βακτηρίων. και τα ζωντανά βακτήρια που προκαλούν τοξικότητα στα κύτταρα ξενιστές του. Την τελευταία δεκαετία, οι ερευνητές έχουν διερευνήσει τη μείωση των τοξικοτήτων από ζωντανά βακτήρια με τη γενετική διαγραφή των τμημάτων του βακτηρίου που μπορούν να προκαλέσουν τοξικότητα. αλλά αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ανεπιθύμητες μεταλλάξεις στο ίδιο το βακτήριο και μπορεί να μειώσει σημαντικά τη θεραπευτική αποτελεσματικότητα.

Συντονιζόμενη διαμόρφωση επιφάνειας
Συντονιζόμενη διαμόρφωση επιφάνειας: Η προγραμματιζόμενη ενθυλάκωση επιτρέπει στα βακτήρια να αποφύγουν την ανοσολογική επίθεση. (Ευγενική προσφορά: CC BY 4.0/Νατ. Βιοτεχνολ. 10.1038/s41587-022-01244-y)

Μια ομάδα μηχανικών από Πανεπιστήμιο Κολούμπια έχει πλέον καθορίσει μια αποτελεσματική προσέγγιση για την ενίσχυση της παροχής ζωντανών κατασκευασμένων βακτηρίων στα κύτταρα, διατηρώντας παράλληλα την ακεραιότητα του βακτηρίου και ελαχιστοποιώντας την τοξικότητα. Αναφέρουν τα ευρήματά τους σε Nature Biotechnology, οι ερευνητές περιγράφουν έναν τρόπο επικάλυψης των κατασκευασμένων βακτηρίων με έναν επαγόμενο καψικό πολυσακχαρίτη (iCAP) που ανταποκρίνεται με έξυπνο τρόπο όταν χορηγείται στο σώμα.

Ο καψικός πολυσακχαρίτης (CAP) είναι ένα στρώμα μορίων νερού που καλύπτει την επιφάνεια των φυσικών βακτηρίων και δρα ως ασπίδα έναντι ξένων λοιμώξεων. Μετατρέποντας το CAP σε iCAP, οι ερευνητές θα μπορούσαν να εφαρμόσουν προγραμματιζόμενο εξωτερικό ερέθισμα που επιτρέπει στα κατασκευασμένα βακτήρια να αποφύγουν την ανοσοποιητική επίθεση, να επιβιώσουν για μεγάλη διάρκεια στο περιβάλλον του ξενιστή και να προσφέρουν μια ανεκτή θεραπευτική δόση.

Καθοδήγηση των βακτηρίων

Τα καρκινικά κύτταρα διαθέτουν μια φυσική ικανότητα να αποφεύγουν το ανοσοποιητικό σύστημα, το οποίο είναι ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά του καρκίνου. Δεδομένου ότι τα κατασκευασμένα βακτήρια απαιτούνται επίσης για να αποφύγουν την επίθεση του ανοσοποιητικού, η στόχευση βακτηρίων σε όγκους γίνεται μια ηρακλινή εργασία, που απαιτεί έναν εξαιρετικά εξελιγμένο σχεδιασμό για να επιτρέψει τον επαρκή εντοπισμό των βακτηρίων στους όγκους.

googletag.cmd.push (function () {googletag.display ('div-gpt-ad-3759129-1');});

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν κυκλώματα συνθετικών γονιδίων για να ελέγξουν δυναμικά τον τρόπο με τον οποίο τα βακτήρια αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους χρησιμοποιώντας το iCAP. Εκτός από την προστασία από τις περιβαλλοντικές πιέσεις και τη διαμόρφωση ενός φραγμού για το τοίχωμα των βακτηρίων, η CAP έχει επίσης αναφερθεί ότι παίζει σημαντικό ρόλο στην ανίχνευση των ανοσολογικών αποκρίσεων. Για τον έλεγχο της έκφρασης CAP, οι συγγραφείς εισήγαγαν έναν επαγωγέα μικρού μορίου που ονομάζεται IPTG. Η επαγωγή του CAP με IPTG ρυθμίζει τις αλληλεπιδράσεις των βακτηρίων με τα κυκλοφορούντα αντιμικροβιακά, τους βακτηριοφάγους, τα οξέα και το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή.

Το σύστημα iCAP για εφαρμογές καρκίνου

Ενώ οι βακτηριακές θεραπείες για τον καρκίνο συνεχίζουν να προχωρούν, η ανάπτυξη ενός ισχυρού συστήματος για τη θανάτωση όλων των όγκων μπορεί να φαίνεται ανυπέρβλητη. Ως σημείο εκκίνησης, ωστόσο, οι ερευνητές απέδειξαν ότι το σύστημα iCAP μπορεί να ελέγξει τη θεραπευτική παροχή σε μοντέλα ποντικιών.

Για να διερευνήσουν την αποτελεσματικότητα του iCAP, οι ερευνητές εξέτασαν πρώτα τη βιωσιμότητα των βακτηρίων στο ανθρώπινο ολικό αίμα. Διαπίστωσαν ότι τα κατασκευασμένα βακτήρια επιβίωσαν σημαντικά περισσότερο από τα βακτήρια με φυσική ΚΑΠ. Επιπλέον, μετά τη χορήγηση σε ποντίκια με βακτήρια iCAP, παρατήρησαν χαμηλότερες φλεγμονώδεις αποκρίσεις σε σύγκριση με τα μη κατασκευασμένα βακτήρια.

Βιοκατανομή βακτηρίων
Βιοκατανομή βακτηρίων: Οι εικόνες βιοφωταύγειας δείχνουν την κατανομή των κατασκευασμένων βακτηρίων σε διάφορα μοντέλα ποντικιών. Τα λευκά βέλη απεικονίζουν τη θέση της βακτηριακής ένεσης, τα μαύρα βέλη δείχνουν τη βακτηριακή μετατόπιση μετά τη χορήγηση του IPTG. (Ευγενική προσφορά: CC BY 4.0/Νατ. Βιοτεχνολ. 10.1038/s41587-022-01244-y)

Σε ποντίκια που φέρουν όγκους, το iCAP επέτρεψε επίσης τη μετατόπιση θεραπευτικών βακτηρίων σε πολλαπλούς περιφερικούς όγκους σε όλο το σώμα, με αυξημένη διακίνηση σε σύγκριση με τα φυσικά βακτήρια. Επιπλέον, η παροχή ενός κατασκευάσματος EcN iCAP σχεδιασμένου να παράγει μια αντικαρκινική τοξίνη οδήγησε σε μείωση της ανάπτυξης όγκου στα ποντίκια, αποδεικνύοντας τη θεραπευτική του αποτελεσματικότητα.

Ταλ Ντανίνο, ανώτερος συγγραφέας αυτής της μελέτης, σχεδιάζει τώρα να διερευνήσει περαιτέρω τη χρήση του iCAP και άλλων θεραπειών που βασίζονται σε βακτήρια για να επιταχύνει την κλινική μετάφραση στο μέλλον.

Ο ορθοστάτης Τα βακτήρια που σκοτώνουν τον καρκίνο διαφεύγουν το ανοσοποιητικό σύστημα εμφανίστηκε για πρώτη φορά σε Κόσμος Φυσικής.

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Κόσμος Φυσικής