Programování bakterií v boji proti rakovině
Schopnost naprogramovat živé buňky tak, aby se za určitých podmínek chovaly konkrétním způsobem, vytváří v medicíně nové příležitosti. Příkladem je nedávná studie na myších, ve které vědci naprogramovali bakterie na pomoc v boji proti rakovině.
Některé nádory prospívají a šíří se, protože jejich buňky vysílají signál „nejez mě“, díky kterému je imunitní systém nechává na pokoji. Nádorové buňky, které signál nevysílají, jsou citlivé na makrofágy a jiné imunitní buňky, které je mohou pohltit a strávit.
Nyní vědci z Kolumbijské univerzity ve městě New York prokázali, že je možné naprogramovat bakterie tak, aby vypínaly signál nejez mě a indukovaly protinádorovou imunitní odpověď.
Tento přístup je příkladem syntetické biologie, nově vznikající oblasti, ve které léčebná léčba slibuje, že bude účinnější a konkrétnější než mnoho molekulárních metod.
V nedávné době Přírodní medicína Vědci popisují, jak naprogramovali bakterie a použili je ke zmenšení nádorů a zvýšení přežití u myšího modelu lymfomu.
Viděli, že léčba nejen zmenšila nádory, které si injekčně podali, ale také reagovaly vzdálené, sekundární nádory nebo metastázy.
"Vidět neléčené nádory reagovat spolu s léčbou primárních lézí bylo neočekávaným objevem," říká spoluautor Tal Danino, odborný asistent biomedicínského inženýrství na Kolumbijské univerzitě.
Příklad abskopálního účinku
Danino uvádí, že toho, čeho byli svědky, byla první demonstrace „abskopálního účinku“ při léčbě rakoviny, při níž se používají bakterie.
"To znamená," dodává, "že budeme schopni připravit bakterie, aby lokálně připravily nádory, a poté stimulovat imunitní systém k hledání nádorů a metastáz, které jsou příliš malé na to, aby byly detekovány pomocí zobrazovacích metod nebo jiných přístupů."
Při léčbě rakoviny je abskopálním účinkem schopnost vyvolat protinádorovou reakci, která ničí rakovinné buňky daleko od primárního cíle.
Buňky, které vysílají signály nejí mě, jsou běžné nejen v nádorech, ale také ve zdravé tkáni. To představuje výzvu pro vývojáře imunoterapií zaměřených na signál.
Danino a kolegové se s touto výzvou setkali naprogramováním bakterií tak, aby uvolnili své užitečné zatížení umlčující signál, až když cítili, že jsou v „mikroprostředí nádoru“.
E-coli s kódovanými nanoprotilátkami
Samotné užitečné zatížení bylo ve formě „kódované nanoprotilátky“ a bakterie, kterou použili, byla „nepatogenní Escherichia coli kmen."
U nádorů E-coli bakterie se množí v nekrotických jádrech nebo v kapsách umírajících buněk.
Tým naprogramoval bakterie tak, aby snímaly kvorum, což znamená, že když dosáhly určité velikosti populace, zemřely a uvolnily své užitečné zatížení kódovaných nanotěles.
Tato strategie zastavila bakterie v pronikání do jiných tkání a umlčovala signály „nejez mě“ v jejich buňkách. Zanechal však také dostatek bakteriálních buněk k zahájení nové populace a nastavení opakujících se cyklů podávání léku do nádoru.
Tým již v dřívější práci prokázal takovou strategii podávání léků.
V nové studii prokázali, že může také selektivně vypnout signály „nejezte mě“ v rakovinných buňkách zaměřením na CD47, protein, který signál vysílá.
Aktivace T buněk infiltrujících nádor
Tým naznačuje, že léčba funguje, protože dělá dvě věci. Za prvé, přítomnost živých bakterií indukuje lokální zánět v nádoru. Tím se vyvolá imunitní systém.
Druhá věc, kterou léčba dělá, je spuštění imunitních buněk, jako jsou makrofágy, k požití nádorových buněk, protože vypíná jejich signál CD47, nejedí mě. Tato imunitní odpověď zase připravuje „T-buňky infiltrující nádor“, které pak migrují do vzdálených metastáz.
Vědci naznačují, že nálezy jsou „důkazem konceptu pro abskopální účinek vyvolaný vytvořenou bakteriální imunoterapií“ a uzavírají:
"Takto vytvořené bakterie lze použít k bezpečnému a lokálnímu dodání imunoterapeutického užitečného zatížení vedoucího k systémové protinádorové imunitě."
Již testují bezpečnost a účinnost metody u jiných typů rakoviny u myší. Poté doufají, že budou pokračovat v klinických studiích u lidí.
