Дует, що вбиває рак, виявляє та знищує пухлини з дивовижною працездатністю

Бактерії можуть здатися дивним союзником у боротьбі з раком.

Але в новому дослідженні генетично модифіковані бактерії були частиною командної терапії для зменшення пухлин. У мишей, хворих на рак крові, молочної залози або товстої кишки, бактерії діяли як сигнальні маяки для своїх партнерів — модифікованих Т-клітин, — коли вони шукали та знищували пухлинні клітини.

CAR T — назва терапії з використанням цих Т-клітин, що руйнують рак, — це трансформаційний підхід. У 2017 році вперше схвалено Управлінням з контролю за продуктами й ліками США (FDA) для смертельного типу лейкемії. шість процедур доступний для багатьох типів раку крові.

Отримав назву «живий наркотик» дослідника-піонера доктора Карла Джуна з Університету Пенсільванії, CAR T починає приймати аутоімунні захворювання, травми серця та проблеми з печінкою. Він також готовий знищити старіючі «зомбі-клітини», пов’язані з віковими захворюваннями та боротися з ВІЛ та інші вірусні інфекції.

Однак, незважаючи на свої обіцянки, CAR T дає збитки, коли його порівнюють із солідними пухлинами, які складають приблизно 90 відсотків усіх видів раку.

«У кожного типу пухлини є свої маленькі способи уникнути імунної системи», сказав Червень раніше в Penn Medicine Newс. «Тож не буде єдиної ефективної терапії CAR T, спрямованої на всі типи пухлин».

Дивно, але бактерії можуть змусити Джун переглянути свій вибір — новий підхід має потенціал як універсальний засіб для лікування всіляких солідних пухлин. Коли їх давали мишам, сконструйовані жуки проникали глибоко в серцевину пухлин і легко виділяли синтетичну «мітку», щоб залучити солдатів CAR T поблизу. Молекулярна мітка прилипає лише до областей, які безпосередньо оточують пухлину, і захищає здорові клітини від атак CAR T.

Теоретично сконструйовані бактерії також можуть проникати в інші типи солідних пухлин, включаючи «підлі» пухлини, на які важко впоратися звичайними методами лікування. Новий метод під назвою ProCAR — Т-клітини CAR, керовані пробіотиками — об’єднує бактерії та Т-клітини в електростанцію для боротьби з раком.

Він демонструє «корисність сконструйованих бактерій як нового вдосконалення терапії CAR T-клітинами», сказав Ерік Бресслер і доктор Вілсон Вонг з Бостонського університету, які не брали участі в дослідженні.

Двічі натисніть

Почекай, що знову CAR T?

У двох словах, терапія CAR T використовує Т-клітини, які були генетично сконструйовані для посилення їхніх існуючих здібностей. Т-клітини вже є природними вбивцями, які виловлюють і знищують віруси, бактерії та ракові пухлини всередині нашого тіла. Вони використовують клітинні «кігті», щоб захопити спеціальні білки на поверхні клітин-мішеней, які називаються антигенами, не пошкоджуючи сусідні здорові клітини.

Але ракові клітини — хитрі вороги. Їх антигени швидко мутують, щоб уникнути нагляду та атак Т-клітин. Терапія CAR T перекриває цей захист, створюючи Т-клітини для кращого пошуку та знищення своїх цілей.

Зазвичай процес відбувається так. Т-клітини екстрагуються під час забору крові. Потім вчені вставляють гени в клітини, щоб створити новий білковий «кіготь», щоб захопити певний антиген. Ці сконструйовані клітини вливаються назад у тіло пацієнта, де вони виловлюють цей антиген і знищують клітину-мішень. Останні роботи також досліджує пряме редагування Т-клітин всередині організму.

CAR T творить чудеса з раком крові, який раніше не піддавався лікуванню. Але солідні пухлини – це зовсім інша історія.

Великою проблемою є орієнтація. Багато видів раку крові мають універсальний антиген, який сигналізує про те, що я хворий на рак, що дозволяє відносно легко сконструювати Т-клітини CAR для їх пошуку.

Солідні пухлини, навпаки, мають широкий спектр антигенів, багато з яких також присутні в нормальних тканинах, знижуючи ефективність CAR T-клітин і збільшуючи ймовірність смертельних побічних ефектів. Ще гірше, ракові клітини викачують білки, схожі на клей, які створюють захисний щит навколо раку. Цей бар’єр, який називається мікрооточенням пухлини, дуже токсичний для Т-клітин CAR. Його низький рівень кисню легко руйнує мембрани Т-клітин CAR. Як лопнули повітряні кульки, клітини виливають свій вміст у навколишні області, у свою чергу викликаючи запалення.

Що може вижити в цій пухлинній пустці? Бактерії.

Універсальний антиген

Нове дослідження перетворило бактерії на троянських коней, які, теоретично, можуть проникнути в будь-яку солідну пухлину. Вибрані бактерії, штам E. палички, вже використовується для полегшення шлунково-кишкових та метаболічних проблем. Їх легко генетично перепрограмувати, і вони можуть вивільняти біологічне корисне навантаження в ядра пухлин, що робить їх ідеальними кандидатами для «маркування» ракових захворювань у CAR T.

Щоб розробити мітки, команда розробила білковий антиген, який може закріплюватися на компонентах пухлини та світиться флуоресцентним зеленим. Пухлини, вкриті цим дизайнерським антигеном, роблять їх легко помітними та вразливими для Т-клітин CAR, призначених для їх знищення.

Потім команда генетично перепрограмувала бактерії, щоб вони вивільнили свій корисний антиген, коли вони досягли мікрооточення пухлини.

На підтвердження концепції система tag-team зменшила ріст раку та збільшила виживаність у мишей з агресивним раком крові. Лікування з використанням пробіотиків з нефункціональною міткою не допомогло. Лікувані миші із задоволенням продовжували свій день і підтримували здорову вагу тіла, оскільки їхні пухлини зменшувалися. Створені бактерії затрималися біля пухлин щонайменше два тижні.

Подальші тести на мишах з раком товстої кишки показали такі ж позитивні результати. Доза бактерій, а потім дві дози Т-клітин CAR зменшили розмір пухлини в чотири рази через 22 дні після лікування.

Ще одна нога

Система працювала, але команда не була задоволена. Кількість утвореного антигену залежить від росту бактерій, унаслідок чого ефективність мітки змінюється разом із популяцією бактерій.

Щоб дати системі поштовх, команда додала до бактерій іншу генетичну схему, що дозволило їм вивільняти хімічну речовину, яка приваблює Т-клітини CAR. Покращений метод зменшив пухлини у мишей з раком молочної залози після двох уколів у кров.

«Поєднання переваг бактерій, що приводять до пухлин, і клітин CAR-T забезпечує нову стратегію розпізнавання пухлин, і це закладає основу для створених спільнот живих методів лікування», сказав автор дослідження Роза Вінсент з Колумбійського університету.

Стратегія може бути особливо потужною для пухлин без очевидних антигенів. Однак для розширення стратегії знадобляться певні зусилля. Діаметр раку у людини становить приблизно 0.8 дюйма — приблизно три чверті.

Хоча це низька оцінка для багатьох типів раку, це все ж «у 20-40 разів більше, ніж мишачі пухлини в цьому дослідженні», - сказали Брессьє та Вонг. Подальші дослідження мають дослідити, наскільки добре синтетичний антиген дифундує у все більших ракових пухлинах.

Безпека — ще одна проблема. Порівняно з мишами, люди більш чутливі до потенційних токсинів, які виробляють бактерії. На основі попередні клінічні випробування у випадку зі сконструйованими бактеріями рішенням може бути генна інженерія, щоб придушити гени, пов’язані з токсинами.

«Поки ми все ще на стадії дослідження», результати «можуть відкрити нові шляхи лікування раку», сказав автор дослідження доктор Тал Даніно.

Автор зображення: кольорове зображення Т-клітини за допомогою скануючого електронного мікроскопа / NIAID

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://singularityhub.com/2023/10/17/cancer-killing-duo-hunts-down-and-destroys-tumors-with-surprising-alacrity/