A rákölő baktériumok kikerülik az immunrendszert PlatoBlockchain Data Intelligence. Függőleges keresés. Ai.

A rákot elpusztító baktériumok elkerülik az immunrendszert

Időbélyeg: 23. május 2022. 10:00

A bakteriális terápiák, amelyek során élő baktériumokat használnak gyógyszerek vagy más hasznos rakományok bejuttatására a rákos sejtek elpusztítására, alternatív kezelést jelenthetnek a rákos megbetegedések széles körében. Amikor a baktériumok beszivárognak az emberi szervezetbe, az immunrendszer beindítja a harci mechanizmust az idegen anyag ellen, és az ilyen események következményei a baktérium hatékonyságától függenek. Egyes probiotikus baktériumok azonban, mint pl Escherichia coli Nissle 1917 (EcN), könnyen ellenáll az immunrendszer védelmi vonalainak. Ez problémás lehet, ha az ilyen baktériumokat terápiás alkalmazásra gondolják.

Az élő baktériumok úgy alakíthatók ki, hogy visszaütjenek az immunrendszerrel szemben, aminek két lehetséges következménye lehet: az immunrendszer kompromittálása a baktériumok megszületése után; és az élő baktériumok, amelyek mérgező hatást gyakorolnak a gazdasejtekre. Az elmúlt évtizedben a kutatók feltárták az élő baktériumok toxicitásának csökkentését azáltal, hogy genetikailag eltávolítják a baktérium azon részeit, amelyek toxicitást okozhatnak; de ez magában a baktériumban nem kívánt mutációkat okozhat, és jelentősen csökkentheti a terápiás hatékonyságot.

Hangolható felületi moduláció
Hangolható felületmoduláció: A programozható tokozás lehetővé teszi a baktériumok számára, hogy elkerüljék az immuntámadást. (Jóvolt: CC BY 4.0/Nat. Biotechnol. 10.1038/s41587-022-01244-y)

Egy csapat mérnökök Columbia Egyetem hatékony megközelítést határozott meg az élő, mesterségesen előállított baktériumok sejtekbe jutásának fokozására, miközben megőrzi a baktérium integritását és minimalizálja a toxicitást. Eredményeikről beszámolnak Nature BiotechnologyA kutatók egy módszert írnak le a mesterségesen előállított baktériumok indukálható kapszuláris poliszachariddal (iCAP) való bevonására, amely intelligens módon reagál, amikor bejut a szervezetbe.

A kapszuláris poliszacharid (CAP) egy vízmolekulákból álló réteg, amely bevonja a természetes baktériumok felszínét, és pajzsként működik az idegen fertőzésekkel szemben. A CAP-t iCAP-vé alakítva a kutatók olyan programozható külső ingert alkalmazhatnak, amely lehetővé teszi a mesterséges baktériumok számára, hogy elkerüljék az immuntámadást, jelentős ideig túléljenek a gazdakörnyezetben, és elviselhető terápiás dózist adjanak.

A baktériumok irányítása

A rákos sejtek természetes módon képesek elkerülni az immunrendszert, ami a rák egyik jelentős ismertetőjele. Mivel a mesterséges baktériumoknak is szükségük van az immuntámadás elkerülésére, a baktériumok daganatokba való célba juttatása herkuletikus feladattá válik, amely rendkívül kifinomult tervezést igényel, hogy lehetővé tegye a baktériumok megfelelő lokalizációját a daganatokban.

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

A kutatók szintetikus génáramköröket használtak fel annak érdekében, hogy az iCAP segítségével dinamikusan szabályozzák, hogyan lépnek kapcsolatba a baktériumok a környező környezetükkel. Amellett, hogy véd a környezeti nyomás ellen, és gátat képez a baktériumok falának, a CAP fontos szerepet játszik az immunválaszok érzékelésében is. A CAP expresszió szabályozására a szerzők bevezettek egy kis molekulájú induktort, az IPTG-t. A CAP indukálása IPTG-vel modulálta a baktériumok kölcsönhatásait a keringő antimikrobiális szerekkel, bakteriofágokkal, savakkal és a gazdaszervezet immunrendszerével.

Az iCAP rendszer rákos alkalmazásokhoz

Miközben a rák bakteriális terápiái tovább fejlődnek, egy robusztus rendszer kidolgozása minden daganat elpusztítására leküzdhetetlennek tűnhet. Kiindulópontként azonban a kutatók bebizonyították, hogy az iCAP rendszer képes szabályozni a terápiás adagolást egérmodellekben.

Az iCAP hatékonyságának vizsgálata érdekében a kutatók először a baktériumok életképességét vizsgálták az emberi teljes vérben. Azt találták, hogy a mesterségesen módosított baktériumok lényegesen tovább éltek, mint a természetes CAP-val rendelkező baktériumok. Továbbá, miután egereknek iCAP baktériumokat adtak be, alacsonyabb gyulladásos reakciókat figyeltek meg, mint a nem mesterséges baktériumokkal.

Bakteriális biológiai eloszlás
Bakteriális biológiai eloszlás: A biolumineszcens képek a mesterséges baktériumok eloszlását mutatják különböző egérmodellekben. A fehér nyilak a bakteriális injekció helyét, a fekete nyilak a bakteriális transzlokációt mutatják az IPTG beadása után. (Jóvolt: CC BY 4.0/Nat. Biotechnol. 10.1038/s41587-022-01244-y)

Daganatos egerekben az iCAP lehetővé tette a terápiás baktériumok transzlokációját több disztális daganatba az egész testben, a természetes baktériumokhoz képest megnövekedett forgalommal. Ezenkívül egy daganatellenes toxin előállítására tervezett EcN iCAP konstrukció bejuttatása a tumornövekedés csökkenéséhez vezetett az egerekben, bizonyítva ennek terápiás hatékonyságát.

Tal Danino, a tanulmány vezető szerzője, most azt tervezi, hogy tovább vizsgálja az iCAP és más bakteriális alapú terápiák alkalmazását a klinikai fordítás felgyorsítása érdekében a jövőben.

A poszt A rákot elpusztító baktériumok elkerülik az immunrendszert jelent meg először Fizika Világa.

Időbélyeg:

Még több Fizika Világa