Vähki hävitavad bakterid hiilivad kõrvale immuunsüsteemist PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikaalne otsing. Ai.

Vähki hävitavad bakterid väldivad immuunsüsteemi

Ajatempel: 23. mai 2022 kell 10:00

Bakteriteraapiad, mille puhul elusaid baktereid kasutatakse vähirakkude hävitamiseks ravimite või muude kasulike koormuste tarnimiseks, võivad pakkuda alternatiivset ravi paljude vähivormide jaoks. Kui bakterid tungivad inimkehasse, käivitab immuunsüsteem võõrkeha vastu võitlemise mehhanismi, kusjuures selliste sündmuste tagajärjed sõltuvad bakteri tugevusest. Küll aga mõned probiootilised bakterid, nt Escherichia coli Nissle 1917 (EcN), peab immuunsüsteemi kaitseliinidele kergesti vastu. See võib olla problemaatiline, kui selliseid baktereid kaalutakse terapeutiliste rakenduste jaoks.

Elavaid baktereid saab konstrueerida nii, et see lööb immuunsüsteemile vastu, mille tulemuseks on kaks võimalikku tulemust: immuunsüsteemi kahjustus pärast bakterite kohaletoimetamist; ja elusbakterid, mis põhjustavad peremeesrakkudele toksilisust. Viimase kümnendi jooksul on teadlased uurinud elusbakterite toksilisuse vähendamist, kustutades geneetiliselt bakteri osad, mis võivad põhjustada toksilisust; kuid see võib põhjustada soovimatuid mutatsioone bakteris endas ja võib oluliselt vähendada ravi efektiivsust.

Häälestatav pinnamodulatsioon
Häälestatav pinnamodulatsioon: programmeeritav kapseldamine võimaldab bakteritel immuunrünnakust kõrvale hoida. (Viisakalt: CC BY 4.0/Nat. Biotehnoloogia. 10.1038/s41587-022-01244-y)

Inseneride meeskond alates Columbia University on nüüd kindlaks määranud tõhusa lähenemisviisi elusate konstrueeritud bakterite rakkudesse toimetamiseks, säilitades samal ajal bakteri terviklikkuse ja minimeerides toksilisust. Oma leidudest teatamine Looduse biotehnoloogia, kirjeldavad teadlased viisi, kuidas katta konstrueeritud baktereid indutseeritava kapsli polüsahhariidiga (iCAP), mis reageerib kehasse viimisel nutikalt.

Kapselpolüsahhariid (CAP) on veemolekulide kiht, mis katab looduslike bakterite pinna ja toimib kaitsekilbina võõrinfektsioonide eest. Konverteerides CAP-i iCAP-iks, saaksid teadlased rakendada programmeeritavat välist stiimulit, mis võimaldab konstrueeritud bakteritel immuunrünnakust kõrvale hoida, ellu jääda peremeeskeskkonnas märkimisväärse aja jooksul ja anda talutava terapeutilise annuse.

Bakterite suunamine

Vähirakkudel on loomulik võime immuunsüsteemist kõrvale hiilida, mis on vähi üks olulisi tunnuseid. Kuna immuunrünnakust hoidumiseks on vaja ka konstrueeritud baktereid, muutub bakterite suunamine kasvajatesse imelikuks ülesandeks, mis nõuab väga keerukat disaini, et võimaldada bakterite piisavat lokaliseerimist kasvajates.

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

Teadlased kasutasid sünteetilisi geeniahelaid, et iCAP-i abil dünaamiliselt kontrollida, kuidas bakterid oma ümbritseva keskkonnaga suhtlevad. Lisaks kaitsele keskkonnasurve eest ja bakteriseinale barjääri loomisele on teatatud, et CAP mängib olulist rolli ka immuunvastuste tuvastamisel. CAP ekspressiooni kontrollimiseks võtsid autorid kasutusele väikese molekuliga indutseerija nimega IPTG. CAP indutseerimine IPTG-ga moduleeris bakterite koostoimeid ringlevate antimikroobsete ainete, bakteriofaagide, hapete ja peremeesorganismi immuunsüsteemiga.

iCAP süsteem vähirakenduste jaoks

Kuigi vähktõve bakteriaalsed ravimeetodid arenevad jätkuvalt, võib kõigi kasvajate hävitamise tugeva süsteemi väljatöötamine tunduda ületamatu. Lähtepunktina näitasid teadlased, et iCAP-süsteem suudab kontrollida terapeutilist manustamist hiiremudelites.

ICAP-i efektiivsuse uurimiseks uurisid teadlased esmalt bakterite elujõulisust inimese täisveres. Nad leidsid, et konstrueeritud bakterid säilisid oluliselt kauem kui loodusliku CAP-ga bakterid. Peale selle, pärast iCAP bakteritega hiirte manustamist täheldasid nad madalamat põletikulist reaktsiooni võrreldes mittekonstrueeritud bakteritega.

Bakterite biojaotus
Bakterite biojaotumine: Bioluminestsentspildid näitavad konstrueeritud bakterite jaotumist erinevates hiiremudelites. Valged nooled kujutavad bakterite süstimise asukohta, mustad nooled näitavad bakterite translokatsiooni pärast IPTG manustamist. (Viisakalt: CC BY 4.0/Nat. Biotehnoloogia. 10.1038/s41587-022-01244-y)

Kasvajat kandvatel hiirtel võimaldas iCAP ka terapeutiliste bakterite translokatsiooni mitmetesse distaalsetesse kasvajatesse kogu kehas, suurendades looduslike bakteritega kaubitsemist. Lisaks viis kasvajavastase toksiini tootmiseks loodud EcN iCAP konstrukti kohaletoimetamine hiirtel kasvaja kasvu vähenemiseni, näidates selle terapeutilist efektiivsust.

Tal Danino, selle uuringu vanemautor, kavatseb nüüd täiendavalt uurida iCAP-i ja teiste bakteripõhiste ravimite kasutamist, et kiirendada tulevikus kliinilist tõlget.

Postitus Vähki hävitavad bakterid väldivad immuunsüsteemi ilmus esmalt Füüsika maailm.

Ajatempel:

Veel alates Füüsika maailm