Bakteerien ohjelmointi taistelussa syöpää vastaan
Kyky ohjelmoida elävät solut käyttäytymään tietyllä tavalla tietyissä olosuhteissa luo uusia mahdollisuuksia lääketieteessä. Äskettäinen hiirtutkimus, jossa tutkijat ohjelmoivat bakteereja syövän torjuntaan, on esimerkki.
Jotkut kasvaimet menestyvät ja leviävät, koska niiden solut lähettävät "älä syö minua" -signaalin, joka saa immuunijärjestelmän jättämään ne yksin. Kasvainsolut, jotka eivät lähetä signaalia, ovat alttiita makrofageille ja muille immuunisoluille, jotka voivat niellä ja sulattaa ne.
New Yorkin kaupungin Columbian yliopiston tutkijat ovat nyt osoittaneet, että bakteerit voidaan ohjelmoida sammuttamaan Älä syö minua -signaali ja aiheuttamaan kasvaimen vastainen immuunivaste.
Lähestymistapa on esimerkki synteettisestä biologiasta, nousevasta alasta, jolla lääketieteelliset hoidot lupaavat olla tehokkaampia ja spesifisempiä kuin monet molekyylimenetelmät.
Viime aikoina Luontolääketiede Tutkijat kuvaavat, kuinka he ohjelmoivat bakteereja ja käyttivät niitä kasvainten kutistamiseen ja eloonjäämisen lisäämiseen lymfooman hiirimallissa.
He näkivät, että hoito ei vain kutistanut heidän injektoimiaan kasvaimia, vaan myös etäiset, sekundaariset kasvaimet tai metastaasit reagoivat.
"Hoitamattomien kasvainten reagoiminen primaaristen vaurioiden hoidon ohella oli odottamaton löytö", kertoo apulaiskirjailija Tal Danino, Columbian yliopiston biolääketieteen tekniikan apulaisprofessori.
Esimerkki abscopal-vaikutuksesta
Danino toteaa, että heidän todistamansa oli ensimmäinen "abscopal-vaikutuksen" osoitus bakteereja käyttävässä syöpähoidossa.
"Tämä tarkoittaa", hän lisää, "että voimme suunnitella bakteereja kasvainten käynnistämiseksi paikallisesti ja kannustaa sitten immuunijärjestelmää etsimään kasvaimia ja etäpesäkkeitä, jotka ovat liian pieniä havaittaviksi kuvantamisella tai muilla lähestymistavoilla."
Syöpähoidossa abscopal-vaikutus on kyky aiheuttaa kasvaimen vastainen vaste, joka tuhoaa syöpäsolut kaukana ensisijaisesta kohteesta.
Solut, jotka lähettävät älä syö minua, ovat yleisiä paitsi kasvaimissa myös terveessä kudoksessa. Tämä on haaste signaaliin kohdistuvien immunoterapioiden kehittäjille.
Danino ja hänen kollegansa kohtaivat tämän haasteen ohjelmoimalla bakteerit niin, että he vapauttivat signaalin hiljentävän hyötykuormansa vasta silloin, kun he voisivat tuntea olevansa "kasvaimen mikroympäristössä".
E. coli koodattujen nanorunkojen kanssa
Hyötykuorma itsessään oli "koodatun nanokehon" muodossa ja heidän käyttämä bakteeri oli "ei-patogeeninen" Escherichia coli rasitusta. "
Kasvaimissa E. coli bakteerit lisääntyvät nekroottisissa ytimissä tai kuolevien solujen taskuissa.
Tiimi ohjelmoi bakteerit koorumia tunteviksi, mikä tarkoittaa, että saavutettuaan tietyn populaatiokoon he kuolivat ja vapauttivat koodattujen nanokappaleiden hyötykuorman.
Tämä strategia esti bakteereja tunkeutumasta muihin kudoksiin ja mykistämällä älä syö minua -signaaleja soluissaan. Se jätti kuitenkin myös tarpeeksi bakteerisoluja uuden populaation aloittamiseksi, perustamalla toistuvat lääkeaineiden syklit kasvaimeen.
Joukkue oli jo osoittanut tällaisen lääkkeenjakelustrategian aikaisemmassa työssä.
Uudessa tutkimuksessa he osoittivat, että se voi myös valikoivasti sammuttaa älä syö minulle signaaleja syöpäsoluissa kohdistamalla signaalin lähettävään proteiiniin CD47.
Tuumoriin tunkeutuvien T-solujen perustaminen
Tiimi ehdottaa, että hoito toimii, koska se tekee kaksi asiaa. Ensinnäkin elävien bakteerien läsnäolo aiheuttaa paikallisen tulehduksen kasvaimessa. Tämä kutsuu immuunijärjestelmän.
Toinen asia, jonka hoito tekee, laukaisee immuunisolut, kuten makrofagit, nielemään kasvainsolut, koska se kytkee pois päältä CD47: n eivät syö minua -signaalia. Tämä immuunivaste puolestaan valmistaa "kasvaimeen tunkeutuvat T-solut", jotka sitten siirtyvät etäisiin etäpesäkkeisiin.
Tutkijat ehdottavat, että havainnot ovat "todistettu suunnitellun bakteeri-immunoterapian aiheuttamalle abscopal-vaikutukselle" ja päättelevät:
"Näin ollen muokattuja bakteereja voidaan käyttää immunoterapeuttisten hyötykuormien turvalliseen ja paikalliseen jakeluun, mikä johtaa systeemiseen kasvainten vastaiseen immuniteettiin."
He testaavat jo menetelmän turvallisuutta ja tehokkuutta muun tyyppisten syöpien kanssa hiirissä. Sen jälkeen he toivovat pääsevänsä kliinisiin kokeisiin ihmisillä.
