Бактерии, убивающие рак, ускользают от иммунной системы

Бактериальная терапия, в которой живые бактерии используются для доставки лекарств или другой полезной нагрузки для уничтожения раковых клеток, может стать альтернативой лечению широкого спектра видов рака. Когда бактерии проникают в организм человека, иммунная система запускает механизм борьбы с инородным веществом, а последствия таких событий зависят от активности бактерии. Однако некоторые пробиотические бактерии, такие как Кишечная палочка Nissle 1917 (EcN), легко сопротивляются линиям защиты иммунной системы. Это может быть проблематично, если такие бактерии рассматриваются для терапевтического применения.

Живые бактерии могут быть сконструированы таким образом, чтобы дать отпор иммунной системе, что может привести к двум возможным последствиям: нарушению работы иммунной системы после доставки бактерий; и живые бактерии, вызывающие токсичность для клеток-хозяев. За последнее десятилетие исследователи изучили снижение токсичности живых бактерий путем генетического удаления частей бактерии, которые могут вызывать токсичность; но это может привести к нежелательным мутациям в самой бактерии и существенно снизить терапевтическую эффективность.

Команда инженеров из Колумбийский университет теперь определил эффективный подход к увеличению доставки живых сконструированных бактерий в клетки, сохраняя при этом целостность бактерий и сводя к минимуму токсичность. Сообщая о своих выводах в Nature BiotechnologyИсследователи описывают способ покрытия сконструированных бактерий индуцируемым капсулярным полисахаридом (iCAP), который разумно реагирует на попадание в организм.

Капсульный полисахарид (CAP) представляет собой слой молекул воды, который покрывает поверхность естественных бактерий и действует как щит против чужеродных инфекций. Преобразовав CAP в iCAP, исследователи смогли применить программируемый внешний стимул, который позволяет сконструированным бактериям уклоняться от иммунной атаки, выживать в течение значительного времени в среде хозяина и доставлять переносимую терапевтическую дозу.

Руководство бактериями

Раковые клетки обладают естественной способностью ускользать от иммунной системы, что является одним из важных признаков рака. Поскольку сконструированные бактерии также необходимы для уклонения от иммунной атаки, нацеливание бактерий на опухоли становится геркулесовой задачей, требующей очень сложной конструкции для обеспечения адекватной локализации бактерий в опухолях.

Исследователи использовали синтетические генные схемы для динамического контроля взаимодействия бактерий с окружающей средой с помощью iCAP. Сообщается, что помимо защиты от давления окружающей среды и формирования барьера для бактериальной стенки, CAP играет важную роль в восприятии иммунных ответов. Для контроля экспрессии CAP авторы ввели низкомолекулярный индуктор, называемый IPTG. Индукция CAP с помощью IPTG модулировала взаимодействие бактерий с циркулирующими противомикробными препаратами, бактериофагами, кислотами и иммунной системой хозяина.

Система iCAP для лечения рака

В то время как бактериальная терапия рака продолжает развиваться, разработка надежной системы для уничтожения всех опухолей может показаться непреодолимой. Однако в качестве отправной точки исследователи продемонстрировали, что система iCAP может контролировать терапевтическую доставку на моделях мышей.

Чтобы изучить эффективность iCAP, исследователи сначала изучили жизнеспособность бактерий в цельной крови человека. Они обнаружили, что сконструированные бактерии выживали значительно дольше, чем бактерии с природным CAP. Кроме того, после введения мышам бактерий iCAP они наблюдали более низкие воспалительные реакции по сравнению с неинженерными бактериями.

У мышей с опухолями iCAP также позволил транслокацию терапевтических бактерий к множественным дистальным опухолям по всему телу с повышенным переносом по сравнению с естественными бактериями. Кроме того, введение конструкции EcN iCAP, сконструированной для выработки противоопухолевого токсина, привело к снижению роста опухоли у мышей, демонстрируя ее терапевтическую эффективность.

Таль Данино, старший автор этого исследования, в настоящее время планирует продолжить изучение использования iCAP и других терапевтических средств на основе бактерий для ускорения клинической реализации в будущем.

сообщение Бактерии, убивающие рак, ускользают от иммунной системы Появившийся сначала на Мир физики.

• Коинсмарт. Лучшая в Европе биржа биткойнов и криптовалют.
• Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. БЕСПЛАТНЫЙ ДОСТУП.
• КриптоХок. Альткоин Радар. Бесплатная пробная версия.
• Источник: https://physicsworld.com/a/cancer-killing-bacteria-evade-the-immune-system/