Bakterite programmeerimine vähiga võitlemiseks
Võime programmeerida elusrakud teatud tingimustes spetsiifiliseks käitumiseks loob meditsiinis uusi võimalusi. Näide on hiljutine hiireuuring, kus teadlased programmeerisid bakterid vähi vastu võitlemiseks.
Mõned kasvajad arenevad ja levivad, kuna nende rakud saadavad signaali "ära söö mind", mis sunnib immuunsüsteemi neid rahule jätma. Kasvajarakud, mis signaali ei saada, on makrofaagide ja teiste immuunrakkude suhtes haavatavad, mis võivad neid neelata ja seedida.
Nüüd on New Yorgi Columbia ülikooli teadlased näidanud, et on võimalik programmeerida bakterid signaali Ära söö mind välja lülitamiseks ja kasvajavastase immuunvastuse esilekutsumiseks.
Lähenemisviis on näide sünteetilisest bioloogiast, arenevast valdkonnast, kus meditsiiniline ravi tõotab olla tõhusam ja spetsiifilisem kui paljud molekulaarsed meetodid.
Hiljutises Loodusmeditsiin Selles artiklis kirjeldavad teadlased, kuidas nad programmeerisid baktereid ja kasutasid neid kasvajate vähendamiseks ja lümfoomi hiire mudeli ellujäämise suurendamiseks.
Nad nägid, et ravi mitte ainult ei vähendanud nende süstitud kasvajaid, vaid ka kauged sekundaarsed kasvajad või metastaasid reageerisid.
"Ravimata kasvajate reageerimine koos primaarsete kahjustuste raviga oli ootamatu avastus," ütleb kaasautor Tal Danino, Columbia ülikooli biomeditsiinitehnika dotsent.
Abskopaalse efekti näide
Danino kinnitab, et nende tunnistajaks oli esimene „abskopaalse efekti“ tõestus vähiravis, mis kasutab baktereid.
"See tähendab," lisab ta, "et me suudame konstrueerida bakterid kasvajate lokaalseks loomiseks ja seejärel stimuleerida immuunsüsteemi üles otsima kasvajaid ja metastaase, mis on pildistamise või muude lähenemisviiside abil liiga väikesed."
Vähiravis on abskopaalne toime võime tekitada kasvajavastast reaktsiooni, mis hävitab vähirakud kaugel esmasest sihtmärgist.
Rakud, mis saadavad mulle signaale ei söö, on levinud mitte ainult kasvajate, vaid ka tervete kudede korral. See esitab väljakutse signaali sihtivate immunoteraapiate arendajatele.
Danino ja tema kolleegid vastasid sellele väljakutsele, programmeerides bakterid nii, et nad vabastasid oma signaali summutava kasuliku koormuse alles siis, kui nad said tunda, et nad on "kasvaja mikrokeskkonnas".
E. coli kodeeritud nanokehadega
Kasulik koormus ise oli „kodeeritud nanokeha” kujul ja nende kasutatav bakter oli „mittepatogeenne Escherichia coli tüvi. ”
Kasvajate korral E. coli bakterid vohavad nekrootilistes südamikes või surevate rakkude taskutes.
Meeskond programmeeris bakterid kvoorumitundlikuks, mis tähendab, et teatud populatsiooni suuruse saavutades nad surid ja vabastasid oma kodeeritud nanokehade kasuliku koormuse.
See strateegia takistas bakteritel tungimist teistesse kudedesse ja vaigistas nende rakkudes ära sööma mind signaale. Kuid see jättis ka uue populatsiooni loomiseks piisavalt bakterirakke, seades kasvajas korduvad ravimite kohaletoimetamise tsüklid.
Meeskond oli sellist ravimitoimetamise strateegiat juba varasemas töös demonstreerinud.
Uues uuringus näitasid nad, et see võib ka selektiivselt välja lülitada ära söö mulle signaale vähirakkudes, suunates signaali edastava valgu CD47.
Kasvajaga infiltreeruvate T-rakkude praimimine
Meeskond soovitab, et ravi toimiks, kuna see teeb kahte asja. Esiteks kutsub elusate bakterite olemasolu kasvajas esile kohaliku põletiku. See kutsub esile immuunsüsteemi.
Teine asi, mida ravi teeb, käivitab immuunrakud, näiteks makrofaagid, kasvajarakke neelama, kuna see lülitab nende CD47 välja, ära söö mulle signaali. See immuunvastus eelistab omakorda „kasvajasse imbuvaid T-rakke“, mis seejärel migreeruvad kaugetesse metastaasidesse.
Uurijad väidavad, et leiud on "inseptilise bakteriaalse immunoteraapia poolt põhjustatud abskopaalse efekti kontseptsioon" ja järeldavad:
"Seega võib insenertehnoloogilisi baktereid kasutada immunoteraapiliste koormuste ohutuks ja kohalikuks kohaletoimetamiseks, mis viib süsteemse kasvajavastase immuunsuseni."
Nad juba katsetavad meetodi ohutust ja efektiivsust hiirtel koos muud tüüpi vähkidega. Pärast seda loodavad nad jätkata kliinilisi uuringuid inimestega.
