Syöpää tappavat bakteerit kiertävät immuunijärjestelmän PlatoBlockchain Data Intelligencen. Pystysuuntainen haku. Ai.

Syöpää tappavat bakteerit kiertävät immuunijärjestelmää

Aikaleima: 23. toukokuuta 2022 klo 10

Bakteerihoidot, joissa eläviä bakteereja käytetään lääkkeiden tai muiden hyötykuormien kuljettamiseen syöpäsolujen tappamiseksi, voivat tarjota vaihtoehtoisen hoidon monenlaisille syöville. Kun bakteerit tunkeutuvat ihmiskehoon, immuunijärjestelmä laukaisee taistelumekanismin vieraita aineita vastaan, ja tällaisten tapahtumien seuraukset riippuvat bakteerin voimakkuudesta. Kuitenkin jotkut probioottiset bakteerit, kuten Escherichia coli Nissle 1917 (EcN), vastustaa helposti immuunijärjestelmän puolustuslinjoja. Tämä voi olla ongelmallista, jos tällaisia ​​bakteereja harkitaan terapeuttisissa sovelluksissa.

Eläviä bakteereja voidaan suunnitella vastustamaan immuunijärjestelmää, mikä johtaa kahteen mahdolliseen lopputulokseen: immuunijärjestelmän kompromissi bakteerien synnytyksen jälkeen; ja elävät bakteerit, jotka aiheuttavat myrkyllisyyttä sen isäntäsoluille. Viimeisen vuosikymmenen aikana tutkijat ovat tutkineet elävien bakteerien aiheuttamien toksisuuksien vähentämistä poistamalla geneettisesti bakteerista ne osat, jotka voivat aiheuttaa toksisuutta; mutta tämä voi johtaa ei-toivottuihin mutaatioihin itse bakteerissa ja voi merkittävästi heikentää terapeuttista tehoa.

Viritettävä pintamodulaatio
Viritettävä pintamodulaatio: Ohjelmoitava kapselointi mahdollistaa bakteerien välttämisen immuunihyökkäyksen. (Kohtelias: CC BY 4.0/Nat. Biotekniikka. 10.1038/s41587-022-01244-y)

Insinööritiimi Columbia University on nyt määrittänyt tehokkaan lähestymistavan parantaakseen elävien muokattujen bakteerien kulkeutumista soluihin säilyttäen samalla bakteerin eheyden ja minimoimalla toksisuuden. Raportoivat havainnoistaan Nature Biotechnology, tutkijat kuvaavat tapaa päällystää muokattuja bakteereja indusoitavalla kapselipolysakkaridilla (iCAP), joka reagoi älykkäästi, kun se joutuu kehoon.

Kapselipolysakkaridi (CAP) on vesimolekyylien kerros, joka peittää luonnollisten bakteerien pinnan ja toimii suojana vieraita infektioita vastaan. Muuntamalla CAP:n iCAP:ksi tutkijat voisivat soveltaa ohjelmoitavaa ulkoista ärsykettä, jonka avulla muokatut bakteerit voivat välttää immuunihyökkäyksen, selviytyä pitkän ajan isäntäympäristössä ja antaa siedettävän terapeuttisen annoksen.

Bakteerien ohjaaminen

Syöpäsoluilla on luonnollinen kyky kiertää immuunijärjestelmää, mikä on yksi syövän merkittävimmistä tunnusmerkeistä. Koska myös muokattuja bakteereja vaaditaan välttämään immuunihyökkäys, bakteerien kohdistamisesta kasvaimiin tulee hirvittävä tehtävä, joka vaatii erittäin kehittynyttä suunnittelua bakteerien riittävän paikallistamisen mahdollistamiseksi kasvaimissa.

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

Tutkijat hyödynsivät synteettisiä geenipiirejä hallitakseen dynaamisesti bakteerien vuorovaikutusta ympäröivän ympäristönsä kanssa iCAP:n avulla. Sen lisäksi, että CAP suojaa ympäristön paineilta ja muodostaa esteen bakteeriseinämille, sen on myös raportoitu olevan tärkeä rooli immuunivasteiden tunnistamisessa. CAP-ilmentymisen hallitsemiseksi kirjoittajat esittelivät pienimolekyylisen indusoijan nimeltä IPTG. CAP:n induktio IPTG:llä moduloi bakteerien vuorovaikutuksia kiertävien antimikrobisten aineiden, bakteriofagien, happojen ja isännän immuunijärjestelmän kanssa.

iCAP-järjestelmä syöpäsovelluksiin

Vaikka syövän bakteeriterapiat edistyvät edelleen, kaikkien kasvainten tappamiseen tarkoitetun vankan järjestelmän kehittäminen saattaa tuntua ylitsepääsemättömältä. Lähtökohtana tutkijat kuitenkin osoittivat, että iCAP-järjestelmä voi ohjata terapeuttista annostelua hiirimalleissa.

iCAP:n tehokkuuden tutkimiseksi tutkijat tutkivat ensin bakteerien elinkelpoisuutta ihmisen kokoveressä. He havaitsivat, että muokatut bakteerit selvisivät huomattavasti kauemmin kuin bakteerit, joilla oli luonnollinen CAP. Lisäksi, kun hiirille oli annettu iCAP-bakteereja, he havaitsivat alhaisempia tulehdusvasteita verrattuna ei-muokattuihin bakteereihin.

Bakteerien biologinen jakautuminen
Bakteerien biologinen jakautuminen: Bioluminesenssikuvat osoittavat muokattujen bakteerien jakautumisen eri hiirimalleissa. Valkoiset nuolet kuvaavat bakteeriruiskeen sijaintia, mustat nuolet osoittavat bakteerien translokaatiota IPTG:n antamisen jälkeen. (Kohtelias: CC BY 4.0/Nat. Biotekniikka. 10.1038/s41587-022-01244-y)

Kasvaimia kantavilla hiirillä iCAP mahdollisti myös terapeuttisten bakteerien siirtymisen useisiin distaalisiin kasvaimiin kaikkialla kehossa, mikä lisääntyi luonnollisiin bakteereihin verrattuna. Lisäksi EcN iCAP -konstruktin toimittaminen, joka oli suunniteltu tuottamaan kasvainten vastaista toksiinia, johti kasvaimen kasvun vähenemiseen hiirillä, mikä osoittaa sen terapeuttisen tehokkuuden.

Tällainen Danino, tämän tutkimuksen vanhempi kirjoittaja, aikoo nyt tutkia edelleen iCAP:n ja muiden bakteeripohjaisten lääkkeiden käyttöä kliinisen translaation nopeuttamiseksi tulevaisuudessa.

Viesti Syöpää tappavat bakteerit kiertävät immuunijärjestelmää ilmestyi ensin Fysiikan maailma.

Aikaleima:

Lisää aiheesta Fysiikan maailma