Bakterie zabijające raka unikają układu odpornościowego

Terapie bakteryjne, w których żywe bakterie są wykorzystywane do dostarczania leków lub innych ładunków zabijających komórki nowotworowe, mogą zapewnić alternatywne leczenie szerokiego zakresu nowotworów. Kiedy bakterie przedostają się do organizmu człowieka, układ odpornościowy uruchamia mechanizm walki z obcą substancją, a następstwa takich zdarzeń zależą od siły bakterii. Jednak niektóre bakterie probiotyczne, takie jak Escherichia coli Nissle 1917 (EcN), łatwo przeciwstawiają się liniom obrony układu odpornościowego. Może to być problematyczne, jeśli rozważa się zastosowanie takich bakterii w celach terapeutycznych.

Żywe bakterie można zaprojektować tak, aby odbijały się od układu odpornościowego, co może skutkować dwoma potencjalnymi rezultatami: naruszeniem układu odpornościowego po dostarczeniu bakterii; i żywe bakterie powodujące toksyczność dla komórek gospodarza. W ciągu ostatniej dekady naukowcy badali zmniejszenie toksyczności żywych bakterii poprzez genetyczne usuwanie części bakterii, które mogą powodować toksyczność; może to jednak prowadzić do niepożądanych mutacji w samej bakterii i może znacznie zmniejszyć skuteczność terapeutyczną.

Zespół inżynierów z Columbia University określili obecnie skuteczne podejście zwiększające dostarczanie żywych, zmodyfikowanych bakterii do komórek, przy jednoczesnym zachowaniu integralności bakterii i minimalizacji toksyczności. Zgłaszanie swoich ustaleń w Nature Biotechnologybadacze opisują sposób powlekania zmodyfikowanych bakterii indukowalnym polisacharydem otoczkowym (iCAP), który w inteligentny sposób reaguje po dostarczeniu do organizmu.

Polisacharyd otoczkowy (CAP) to warstwa cząsteczek wody, która pokrywa powierzchnię naturalnych bakterii i działa jak tarcza przed obcymi infekcjami. Przekształcając CAP w iCAP, naukowcy mogliby zastosować programowalny bodziec zewnętrzny, który umożliwi zmodyfikowanym bakteriom uniknięcie ataku immunologicznego, przeżycie przez znaczny czas w środowisku gospodarza i dostarczenie tolerowanej dawki terapeutycznej.

Prowadzenie bakterii

Komórki nowotworowe posiadają naturalną zdolność omijania układu odpornościowego, co jest jedną z istotnych cech charakterystycznych raka. Ponieważ zmodyfikowane bakterie muszą również unikać ataku immunologicznego, skierowanie bakterii do nowotworów staje się zadaniem herkulesowym, wymagającym wysoce wyrafinowanego projektu, aby umożliwić odpowiednią lokalizację bakterii w nowotworach.

Naukowcy wykorzystali syntetyczne obwody genowe do dynamicznej kontroli interakcji bakterii z otaczającym środowiskiem za pomocą iCAP. Oprócz ochrony przed presją środowiska i tworzenia bariery dla ściany bakteryjnej, CAP odgrywa również ważną rolę w wykrywaniu odpowiedzi immunologicznych. Aby kontrolować ekspresję CAP, autorzy wprowadzili małocząsteczkowy induktor zwany IPTG. Indukcja CAP za pomocą IPTG modulowała interakcje bakterii z krążącymi środkami przeciwdrobnoustrojowymi, bakteriofagami, kwasami i układem odpornościowym gospodarza.

System iCAP do zastosowań onkologicznych

Chociaż terapie bakteryjne nowotworów stale się rozwijają, opracowanie solidnego systemu zabijania wszystkich nowotworów może wydawać się nie do pokonania. Jednakże punktem wyjścia badacze wykazali, że system iCAP może kontrolować dostarczanie terapii w modelach mysich.

Aby zbadać skuteczność iCAP, naukowcy najpierw zbadali żywotność bakterii w ludzkiej krwi pełnej. Odkryli, że zmodyfikowane bakterie przeżyły znacznie dłużej niż bakterie z naturalnym CAP. Co więcej, po podaniu myszom bakterii iCAP zaobserwowali słabszą reakcję zapalną w porównaniu z bakteriami niezmodyfikowanymi.

U myszy z nowotworem iCAP umożliwił także translokację bakterii terapeutycznych do wielu dystalnych guzów w całym organizmie, przy zwiększonym transporcie w porównaniu z naturalnymi bakteriami. Ponadto dostarczenie konstruktu EcN iCAP zaprojektowanego w celu wytwarzania toksyny przeciwnowotworowej doprowadziło do ograniczenia wzrostu guza u myszy, co wykazało jego skuteczność terapeutyczną.

Tala Danino, starszy autor tego badania, planuje obecnie dalsze badania nad zastosowaniem iCAP i innych terapii bakteryjnych w celu przyspieszenia w przyszłości zastosowania klinicznego.

Post Bakterie zabijające raka unikają układu odpornościowego pojawiła się najpierw na Świat Fizyki.

• Coinsmart. Najlepsza w Europie giełda bitcoinów i kryptowalut.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. DARMOWY DOSTĘP.
• CryptoJastrząb. Radar Altcoin. Bezpłatna wersja próbna.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/cancer-killing-bacteria-evade-the-immune-system/