Bakterije, ki ubijajo raka, se izognejo imunskemu sistemu

Bakterijske terapije, pri katerih se žive bakterije uporabljajo za dostavo zdravil ali drugih koristnih snovi za ubijanje rakavih celic, bi lahko zagotovile alternativno zdravljenje za širok spekter raka. Ko bakterije prodrejo v človeško telo, imunski sistem sproži bojni mehanizem proti tujku, pri čemer so posledice takih dogodkov odvisne od moči bakterije. Nekatere probiotične bakterije, kot npr Escherichia coli Nissle 1917 (EcN), se zlahka uprejo obrambnim linijam imunskega sistema. To bi lahko bilo problematično, če se takšne bakterije obravnavajo kot terapevtske aplikacije.

Žive bakterije je mogoče oblikovati tako, da se vrnejo proti imunskemu sistemu, kar ima za posledico dva možna rezultata: kompromis v imunskem sistemu po dostavi bakterij; in žive bakterije, ki povzročajo toksičnost svojim gostiteljskim celicam. V zadnjem desetletju so raziskovalci raziskovali zmanjšanje toksičnosti živih bakterij z genetskim brisanjem delov bakterije, ki lahko povzročijo toksičnost; vendar lahko to povzroči neželene mutacije v sami bakteriji in lahko bistveno zmanjša terapevtsko učinkovitost.

Ekipa inženirjev iz Univerza Columbia je zdaj določil učinkovit pristop za izboljšanje dostave živih inženirskih bakterij v celice, hkrati pa ohranja celovitost bakterije in zmanjšuje toksičnost. Poročanje o svojih ugotovitvah v Nature Biotechnology, raziskovalci opisujejo način prevleke proizvedenih bakterij z inducibilnim kapsularnim polisaharidom (iCAP), ki se na pameten način odzove, ko ga vnesemo v telo.

Kapsularni polisaharid (CAP) je plast vodnih molekul, ki prekriva površino naravnih bakterij in deluje kot ščit pred tujimi okužbami. S pretvorbo CAP v iCAP bi lahko raziskovalci uporabili programabilne zunanje dražljaje, ki omogočajo inženirskim bakterijam, da se izognejo imunskemu napadu, preživijo precej časa v okolju gostitelja in zagotovijo sprejemljiv terapevtski odmerek.

Vodenje bakterij

Rakave celice imajo naravno sposobnost, da se izognejo imunskemu sistemu, kar je eden od pomembnih znakov raka. Ker so z inženirstvom potrebne tudi bakterije, da se izognejo imunskemu napadu, postane usmerjanje bakterij na tumorje herkulska naloga, ki zahteva zelo prefinjeno zasnovo, ki omogoča ustrezno lokalizacijo bakterij v tumorjih.

Raziskovalci so uporabili sintetična genska vezja za dinamičen nadzor interakcije bakterij z okoliškim okoljem z uporabo iCAP. Poročali so, da ima CAP poleg zaščite pred okoljskimi pritiski in oblikovanja ovire za bakterijsko steno tudi pomembno vlogo pri zaznavanju imunskih odzivov. Za nadzor izražanja CAP so avtorji predstavili induktor z majhnimi molekulami, imenovan IPTG. Indukcija CAP z IPTG je modulirala interakcije bakterij s krožečimi protimikrobnimi zdravili, bakteriofagi, kislinami in imunskim sistemom gostitelja.

Sistem iCAP za aplikacije raka

Medtem ko bakterijske terapije za raka še napredujejo, se morda zdi razvoj robustnega sistema za uničenje vseh tumorjev nepremostljiv. Kot izhodišče pa so raziskovalci dokazali, da lahko sistem iCAP nadzoruje terapevtsko dostavo v modelih miši.

Da bi raziskali učinkovitost iCAP, so raziskovalci najprej pregledali sposobnost preživetja bakterij v polni človeški krvi. Ugotovili so, da so spremenjene bakterije preživele znatno dlje kot bakterije z naravno CAP. Poleg tega so po dajanju mišim bakterij iCAP opazili manjše vnetne odzive v primerjavi z neinženirskimi bakterijami.

Pri miših s tumorjem je iCAP omogočil tudi translokacijo terapevtskih bakterij v več distalnih tumorjev po telesu, s povečanim prometom v primerjavi z naravnimi bakterijami. Poleg tega je dostava konstrukta EcN iCAP, zasnovanega za proizvodnjo protitumorskega toksina, povzročila zmanjšanje rasti tumorja pri miših, kar dokazuje njegovo terapevtsko učinkovitost.

Tal Danino, višji avtor te študije, zdaj načrtuje nadaljnje raziskovanje uporabe iCAP in drugih terapevtikov na osnovi bakterij za pospešitev kliničnega prevajanja v prihodnosti.

Pošta Bakterije, ki ubijajo raka, se izognejo imunskemu sistemu pojavil prvi na Svet fizike.

• Coinsmart. Najboljša evropska borza bitcoinov in kriptovalut.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. PROST DOSTOP.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Brezplačen preizkus.
• Vir: https://physicsworld.com/a/cancer-killing-bacteria-evade-the-immune-system/