Плащ-невидимка для бактерий, убивающих рак
Группа исследователей разрабатывает новую систему инкапсуляции микроорганизмов, которая позволяет терапевтическим бактериям более эффективно бороться с опухолями. Было показано, что этот подход подавляет раковые клетки у мышей, оставаясь незамеченным для "глаз" иммунной системы.
Терапевтические бактерии против рака
Существует несколько способов борьбы с раком. Традиционные формы лечения (радиотерапия, химиотерапия и иммунотерапия) имеют свои сильные, но и слабые стороны. Менее известный подход с использованием терапевтических бактерий является многообещающим, но также имеет свои недостатки.
Поскольку микробы могут быть задуманы как интеллектуальные живые лекарства, которые чувствуют и реагируют на окружающую среду, они могут колонизировать ниши в желудочно-кишечном тракте, полости рта, коже или легких и доставлять терапевтические решения на местном уровне. Однако, хотя некоторые бактерии могут производить настоящие противоопухолевые токсины, иммунная система склонна рассматривать их как угрозу, если они бесконтрольно размножаются. В ответ на это наш организм запускает сильнейшую воспалительную реакцию.
"В клинических испытаниях эта токсичность оказалась критической проблемой, ограничивающей количество бактерий, которые мы можем дозировать, и ставящей под угрозу их эффективность", - говорит Ясеунг Ханн из Колумбийского университета. "Некоторые испытания пришлось прекратить из-за сильной токсичности".
В одном из исследований Ясеунг Хан и его команда использовали генную инженерию, чтобы позволить этим хорошим бактериям оставаться незамеченными нашей иммунной системой.
Молекулярный плащ
Исследователи обратились к полимерам сахара, называемым капсульными полисахаридами (CAP). Они естественным образом покрывают поверхности бактерий и защищают их от иммунной атаки. Точнее, исследователи взломали эту систему защиты в E. coli, используя небольшую молекулу IPTG для создания настоящей молекулярной "шубы", в которой заключены бактерии. В частности, регулируя количество IPTG, команда обнаружила, что может контролировать продолжительность выживания бактерий в крови.
Чем дольше бактерии могут выживать в организме, не будучи обнаруженными иммунной системой, тем больше у них времени для борьбы с опухолями. На мышиных моделях исследователи показали, что с помощью этого подхода можно увеличить допустимую дозу бактерий в организме в десять раз. Со временем молекулы IPTG разрушаются, и бактерии теряют свою "защитную оболочку", после чего благополучно уничтожаются.
Команда, опубликовавшая свою работу в журнале Nature Biotechnology, отмечает, что клинический перевод этих результатов станет следующей серьезной задачей. Хотя пока еще очень трудно применить этот вид терапии к сложному организму животных, исследователи отмечают, что мы в 250 раз более чувствительны к бактериальным эндотоксинам, чем мыши. Таким образом, полученные результаты потенциально могут оказать еще большее влияние на пациентов-людей, чем на грызунов.