Bacteriile care ucid cancerul se sustrage sistemului imunitar PlatoBlockchain Data Intelligence. Căutare verticală. Ai.

Bacteriile care ucid cancerul se sustrag sistemului imunitar

Marca temporală: 23 mai 2022, ora 10:00

Terapiile bacteriene, în care bacteriile vii sunt folosite pentru a furniza medicamente sau alte sarcini utile pentru a ucide celulele canceroase, ar putea oferi un tratament alternativ pentru o gamă largă de tipuri de cancer. Când bacteriile se infiltrează în corpul uman, sistemul imunitar declanșează un mecanism de luptă împotriva substanței străine, consecințele unor astfel de evenimente depind de potența bacteriei. Cu toate acestea, unele bacterii probiotice, cum ar fi Escherichia coli Nissle 1917 (EcN), rezistă cu ușurință liniilor de apărare ale sistemului imunitar. Acest lucru ar putea fi problematic dacă astfel de bacterii sunt luate în considerare pentru aplicații terapeutice.

Bacteriile vii pot fi proiectate pentru a se retrage împotriva sistemului imunitar, rezultând două rezultate potențiale: un compromis în sistemul imunitar după livrarea bacteriilor; și bacteriile vii care provoacă toxicitate celulelor gazdă. În ultimul deceniu, cercetătorii au explorat reducerea toxicității de la bacteriile vii prin ștergerea genetică a părților bacteriei care pot provoca toxicitate; dar acest lucru poate duce la mutații nedorite în bacteria însăși și poate scădea substanțial eficacitatea terapeutică.

Modularea suprafeței reglabilă
Modularea suprafeței reglabilă: încapsularea programabilă permite bacteriilor să evite atacul imunitar. (Cu amabilitatea: CC BY 4.0/Nat. Biotehnologie. 10.1038/s41587-022-01244-y)

O echipă de ingineri din Universitatea Columbia a determinat acum o abordare eficientă pentru a îmbunătăți livrarea bacteriilor vii modificate în celule, menținând în același timp integritatea bacteriilor și minimizând toxicitatea. Raportând constatările lor în Biotehnologia naturii, cercetătorii descriu o modalitate de acoperire a bacteriilor proiectate cu o polizaharidă capsulară inductibilă (iCAP) care răspunde într-un mod inteligent atunci când este livrată în organism.

Polizaharida capsulară (CAP) este un strat de molecule de apă care acoperă suprafața bacteriilor naturale și acționează ca un scut împotriva infecțiilor străine. Prin conversia CAP în iCAP, cercetătorii ar putea aplica un stimul extern programabil care permite bacteriilor proiectate să evite atacul imunitar, să supraviețuiască pentru o perioadă considerabilă în mediul gazdă și să livreze o doză terapeutică tolerabilă.

Ghidează bacteriile

Celulele canceroase posedă o capacitate naturală de a se sustrage sistemului imunitar, care este unul dintre semnele distinctive semnificative ale cancerului. Deoarece bacteriile modificate sunt, de asemenea, necesare pentru a evita atacul imunitar, direcționarea bacteriilor către tumori devine o sarcină herculeană, care necesită un design extrem de sofisticat pentru a permite localizarea adecvată a bacteriilor în tumori.

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

Cercetătorii au folosit circuite genetice sintetice pentru a controla dinamic modul în care bacteriile interacționează cu mediul înconjurător folosind iCAP. Pe lângă faptul că protejează împotriva presiunilor mediului și formează o barieră pentru peretele bacteriilor, sa raportat că CAP joacă un rol important în detectarea răspunsurilor imune. Pentru a controla expresia CAP, autorii au introdus un inductor cu molecule mici numit IPTG. Inducerea CAP cu IPTG a modulat interacțiunile bacteriilor cu antimicrobienele circulante, bacteriofagii, acizii și sistemul imunitar al gazdei.

Sistemul iCAP pentru aplicații pentru cancer

În timp ce terapiile bacteriene pentru cancer continuă să avanseze, dezvoltarea unui sistem robust pentru uciderea tuturor tumorilor ar putea părea insurmontabilă. Totuși, ca punct de plecare, cercetătorii au demonstrat că sistemul iCAP poate controla livrarea terapeutică la modelele de șoarece.

Pentru a investiga eficacitatea iCAP, cercetătorii au examinat mai întâi viabilitatea bacteriană în sângele integral uman. Ei au descoperit că bacteriile modificate au supraviețuit semnificativ mai mult decât bacteriile cu CAP natural. În plus, după administrarea șoarecilor cu bacterii iCAP, ei au observat răspunsuri inflamatorii mai scăzute în comparație cu bacteriile neproiectate.

Biodistribuția bacteriană
Biodistribuția bacteriană: Imaginile de bioluminiscență arată distribuția bacteriilor modificate în diferite modele de șoarece. Săgețile albe arată locația injectării bacteriene, săgețile negre arată translocarea bacteriană după administrarea IPTG. (Cu amabilitatea: CC BY 4.0/Nat. Biotehnologie. 10.1038/s41587-022-01244-y)

La șoarecii purtători de tumori, iCAP a permis, de asemenea, translocarea bacteriilor terapeutice în mai multe tumori distale în tot corpul, cu trafic crescut în comparație cu bacteriile naturale. În plus, furnizarea unui construct EcN iCAP conceput pentru a produce o toxină antitumorală a condus la o reducere a creșterii tumorii la șoareci, demonstrând eficacitatea sa terapeutică.

Tal Danino, autor principal al acestui studiu, intenționează acum să exploreze în continuare utilizarea iCAP și a altor terapii bazate pe bacterii pentru a accelera traducerea clinică în viitor.

Mesaj Bacteriile care ucid cancerul se sustrag sistemului imunitar a apărut în primul rând pe Lumea fizicii.

Timestamp-ul:

Mai mult de la Lumea fizicii