Бактерії, що вбивають рак, уникають імунної системи

Бактеріальна терапія, в якій живі бактерії використовуються для доставки ліків або інших корисних навантажень для знищення ракових клітин, може забезпечити альтернативне лікування широкого спектру ракових захворювань. Коли бактерії проникають в організм людини, імунна система запускає механізм боротьби з чужорідною речовиною, а наслідки таких подій залежать від активності бактерії. Однак деякі пробіотичні бактерії, такі як Кишкова паличка Nissle 1917 (EcN), легко протистоять лініям захисту імунної системи. Це може бути проблематичним, якщо такі бактерії розглядаються для терапевтичного застосування.

Живі бактерії можна сконструювати так, щоб вони протистояли імунній системі, що призведе до двох потенційних наслідків: компромісу в імунній системі після доставки бактерій; і живі бактерії, що спричиняють токсичність для клітин-господарів. Протягом останнього десятиліття дослідники досліджували зменшення токсичності живих бактерій шляхом генетичного видалення частин бактерії, які можуть викликати токсичність; але це може призвести до небажаних мутацій у самій бактерії та може суттєво знизити терапевтичну ефективність.

Команда інженерів з Колумбійський університет тепер визначив ефективний підхід для посилення доставки живих сконструйованих бактерій у клітини, зберігаючи при цьому цілісність бактерії та мінімізуючи токсичність. Повідомляючи про свої висновки в Природа Біотехнологія, дослідники описують спосіб покриття сконструйованих бактерій індуцибельним капсульним полісахаридом (iCAP), який розумно реагує на потрапляння в організм.

Капсульний полісахарид (CAP) — це шар молекул води, який покриває поверхню природних бактерій і діє як щит від сторонніх інфекцій. Перетворюючи CAP в iCAP, дослідники можуть застосувати програмований зовнішній стимул, який дозволить сконструйованим бактеріям уникати імунної атаки, виживати протягом тривалого часу в середовищі хазяїна та доставляти прийнятну терапевтичну дозу.

Керівництво бактеріями

Ракові клітини мають природну здатність уникати імунної системи, що є однією з важливих ознак раку. Оскільки сконструйовані бактерії також необхідні для уникнення імунної атаки, націлювання бактерій на пухлини стає важким завданням, що вимагає дуже складного дизайну для забезпечення адекватної локалізації бактерій у пухлинах.

Дослідники використовували синтетичні генні схеми, щоб динамічно контролювати, як бактерії взаємодіють із навколишнім середовищем за допомогою iCAP. Окрім захисту від тиску навколишнього середовища та створення бар’єру для стінки бактерій, CAP також відіграє важливу роль у сприйнятті імунних реакцій. Щоб контролювати експресію CAP, автори представили маломолекулярний індуктор, названий IPTG. Індукція CAP за допомогою IPTG модулювала взаємодію бактерій з циркулюючими протимікробними препаратами, бактеріофагами, кислотами та імунною системою господаря.

Система iCAP для онкологічних захворювань

Хоча бактеріальна терапія раку продовжує розвиватися, розробка надійної системи знищення всіх пухлин може здатися нездоланною. Проте, як відправну точку, дослідники продемонстрували, що система iCAP може контролювати терапевтичну доставку в моделях мишей.

Щоб дослідити ефективність iCAP, дослідники спочатку перевірили життєздатність бактерій у цільній крові людини. Вони виявили, що сконструйовані бактерії виживали значно довше, ніж бактерії з природним CAP. Крім того, після введення мишам бактерій iCAP вони спостерігали меншу реакцію запалення порівняно з неінженерними бактеріями.

У мишей із пухлиною iCAP також забезпечив транслокацію терапевтичних бактерій до численних дистальних пухлин по всьому тілу, зі збільшенням торгівлі порівняно з природними бактеріями. Крім того, доставка конструкції EcN iCAP, створеної для виробництва протипухлинного токсину, призвела до зменшення росту пухлини у мишей, демонструючи її терапевтичну ефективність.

Таль Даніно, старший автор цього дослідження, тепер планує продовжити вивчення використання iCAP та інших бактеріальних терапевтичних засобів для прискорення клінічної трансляції в майбутньому.

Повідомлення Бактерії, що вбивають рак, уникають імунної системи вперше з'явився на Світ фізики.

• Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
• CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
• Джерело: https://physicsworld.com/a/cancer-killing-bacteria-evade-the-immune-system/