Bakteri pembunuh kanker menghindari sistem kekebalan PlatoBlockchain Data Intelligence. Pencarian Vertikal. Ai.

Bakteri pembunuh kanker menghindari sistem kekebalan tubuh

Stempel Waktu: 23 Mei 2022 10

Terapi bakteri, di mana bakteri hidup digunakan untuk memberikan obat atau muatan lain untuk membunuh sel kanker, dapat memberikan pengobatan alternatif untuk berbagai jenis kanker. Ketika bakteri menyusup ke tubuh manusia, sistem kekebalan memicu mekanisme pertempuran melawan zat asing, dengan akibat dari peristiwa tersebut tergantung pada potensi bakteri. Namun, beberapa bakteri probiotik, seperti Escherichia coli Nissle 1917 (EcN), dengan mudah melawan garis pertahanan sistem kekebalan tubuh. Ini bisa menjadi masalah jika bakteri tersebut sedang dipertimbangkan untuk aplikasi terapeutik.

Bakteri hidup dapat direkayasa untuk melawan sistem kekebalan, menghasilkan dua hasil potensial: kompromi dalam sistem kekebalan setelah pengiriman bakteri; dan bakteri hidup yang menyebabkan keracunan pada sel inangnya. Selama dekade terakhir, para peneliti telah mengeksplorasi pengurangan toksisitas dari bakteri hidup dengan secara genetik menghapus bagian-bagian dari bakteri yang dapat menyebabkan toksisitas; tetapi hal ini dapat menyebabkan mutasi yang tidak diinginkan pada bakteri itu sendiri dan secara substansial dapat menurunkan kemanjuran terapi.

Modulasi permukaan merdu
Modulasi permukaan yang dapat diatur: Enkapsulasi yang dapat diprogram memungkinkan bakteri untuk menghindari serangan kekebalan. (Courtesy: CC BY 4.0/Nat. Bioteknol. 10.1038/s41587-022-01244-y)

Sebuah tim insinyur dari Columbia University sekarang telah menentukan pendekatan yang efektif untuk meningkatkan pengiriman bakteri hidup yang direkayasa ke dalam sel, sambil mempertahankan integritas bakteri dan meminimalkan toksisitas. Melaporkan temuan mereka di Bioteknologi Alam, para peneliti menjelaskan cara melapisi bakteri yang direkayasa dengan polisakarida kapsuler yang dapat diinduksi (iCAP) yang merespons dengan cara yang cerdas ketika dikirim ke dalam tubuh.

Kapsul polisakarida (CAP) adalah lapisan molekul air yang melapisi permukaan bakteri alami dan bertindak sebagai perisai terhadap infeksi asing. Dengan mengubah CAP menjadi iCAP, para peneliti dapat menerapkan stimulus eksternal yang dapat diprogram yang memungkinkan bakteri yang direkayasa untuk menghindari serangan kekebalan, bertahan untuk jangka waktu yang cukup lama di lingkungan inang dan memberikan dosis terapi yang dapat ditoleransi.

Membimbing bakteri

Sel kanker memiliki kemampuan alami untuk menghindari sistem kekebalan, yang merupakan salah satu ciri penting kanker. Karena bakteri yang direkayasa juga diperlukan untuk menghindari serangan kekebalan, menargetkan bakteri ke tumor menjadi tugas yang sangat berat, membutuhkan desain yang sangat canggih untuk memungkinkan lokalisasi bakteri yang memadai di tumor.

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

Para peneliti memanfaatkan sirkuit gen sintetis untuk secara dinamis mengontrol bagaimana bakteri berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya menggunakan iCAP. Selain melindungi terhadap tekanan lingkungan dan membentuk penghalang untuk dinding bakteri, CAP juga telah dilaporkan memainkan peran penting dalam merasakan respons imun. Untuk mengontrol ekspresi CAP, penulis memperkenalkan penginduksi molekul kecil yang disebut IPTG. Induksi CAP dengan IPTG memodulasi interaksi bakteri dengan antimikroba yang bersirkulasi, bakteriofag, asam dan sistem kekebalan inang.

Sistem iCAP untuk aplikasi kanker

Sementara terapi bakteri untuk kanker terus berkembang, mengembangkan sistem yang kuat untuk membunuh semua tumor mungkin tampak tidak dapat diatasi. Namun, sebagai titik awal, para peneliti menunjukkan bahwa sistem iCAP dapat mengontrol pengiriman terapeutik pada model tikus.

Untuk menyelidiki kemanjuran iCAP, para peneliti pertama-tama memeriksa viabilitas bakteri dalam darah lengkap manusia. Mereka menemukan bahwa bakteri yang direkayasa bertahan secara signifikan lebih lama daripada bakteri dengan CAP alami. Selanjutnya, setelah memberikan tikus dengan bakteri iCAP, mereka mengamati respon inflamasi yang lebih rendah dibandingkan dengan bakteri non-rekayasa.

Biodistribusi bakteri
Biodistribusi bakteri: Gambar bioluminesensi menunjukkan distribusi bakteri yang direkayasa dalam berbagai model tikus. Panah putih menunjukkan lokasi injeksi bakteri, panah hitam menunjukkan translokasi bakteri setelah pemberian IPTG. (Courtesy: CC BY 4.0/Nat. Bioteknol. 10.1038/s41587-022-01244-y)

Pada tikus yang mengandung tumor, iCAP juga memungkinkan translokasi bakteri terapeutik ke beberapa tumor distal di seluruh tubuh, dengan peningkatan perdagangan dibandingkan dengan bakteri alami. Selain itu, memberikan konstruksi EcN iCAP yang direkayasa untuk menghasilkan racun anti-tumor menyebabkan pengurangan pertumbuhan tumor pada tikus, menunjukkan kemanjuran terapeutiknya.

Tal Danino, penulis senior penelitian ini, sekarang berencana untuk mengeksplorasi lebih lanjut penggunaan iCAP dan terapi berbasis bakteri lainnya untuk mempercepat terjemahan klinis di masa depan.

Pos Bakteri pembunuh kanker menghindari sistem kekebalan tubuh muncul pertama pada Dunia Fisika.

Stempel Waktu:

Lebih dari Dunia Fisika