Baktēriju programmēšana cīņai pret vēzi
Spēja ieprogrammēt dzīvās šūnas, lai noteiktos apstākļos izturētos īpašā veidā, rada jaunas iespējas medicīnā. Nesenais peles pētījums, kurā pētnieki ieprogrammēja baktērijas, lai palīdzētu cīņā pret vēzi, ir piemērs.
Daži audzēji plaukst un izplatās, jo to šūnas izsūta signālu "neēd mani", kas liek imūnsistēmai tos atstāt mierā. Audzēja šūnas, kas nesūta signālu, ir neaizsargātas pret makrofāgiem un citām imūnām šūnām, kas tās var absorbēt un sagremot.
Tagad zinātnieki no Kolumbijas universitātes Ņujorkas pilsētā ir parādījuši, ka ir iespējams ieprogrammēt baktērijas, lai izslēgtu signālu neēd mani un izraisītu pretaudzēju imūnreakciju.
Šī pieeja ir sintētiskās bioloģijas piemērs - jauna joma, kurā medicīniskā terapija solās būt efektīvāka un specifiskāka nekā daudzas molekulārās metodes.
Nesenā Dabas medicīna Pētījumā pētnieki apraksta, kā viņi ieprogrammēja baktērijas un izmantoja tās, lai samazinātu audzējus un palielinātu izdzīvošanu peles limfomas modelī.
Viņi redzēja, ka ārstēšana ne tikai samazināja audzējus, kurus viņi injicēja, bet arī tālu, sekundāri audzēji vai metastāzes.
"Negaidīts atklājums bija redzēt neapstrādātu audzēju reakciju vienlaikus ar primāro bojājumu ārstēšanu," saka līdzautors Tals Danino, Kolumbijas universitātes biomedicīniskās inženierijas docents.
Abscopal efekta piemērs
Danino paziņo, ka tas, ko viņi redzēja, bija pirmais “abskopiskā efekta” pierādījums vēža ārstēšanā, kurā tiek izmantotas baktērijas.
"Tas nozīmē," viņš piebilst, "ka mēs varēsim izstrādāt baktērijas, lai lokāli izveidotu audzējus, un pēc tam stimulēsim imūnsistēmu meklēt audzējus un metastāzes, kas ir pārāk mazi, lai tos varētu atklāt ar attēlveidošanu vai citām pieejām."
Vēža terapijā abscopal efekts ir spēja izraisīt pretaudzēju reakciju, kas iznīcina vēža šūnas tālu no primārā mērķa.
Šūnas, kas sūta man neēd signālus, ir izplatītas ne tikai audzējos, bet arī veselos audos. Tas rada izaicinājumu imūnterapijas izstrādātājiem, kuru mērķis ir signāls.
Danino un viņa kolēģi pārvarēja šo izaicinājumu, ieprogrammējot baktērijas tā, ka viņi atbrīvoja savu signālu apklusinošo kravu tikai tad, kad varēja nojaust, ka atrodas “audzēja mikrovides” zonā.
E. coli ar kodētām nanodaļiņām
Pati krava bija “kodēta nanobody” formā, un baktērija, ko viņi izmantoja, bija “nepatogēna Escherichia coli sasprindzinājums. ”
Audzējos E. coli baktērijas vairojas nekrotiskos kodolos vai mirstošo šūnu kabatās.
Komanda ieprogrammēja baktērijas tā, lai tās uztvertu kvorumu, kas nozīmē, ka, sasniedzot noteiktu populācijas lielumu, tās nomira un atbrīvoja savu kodēto nanodaļu lietderīgo slodzi.
Šī stratēģija neļāva baktērijām iekļūt citos audos un apklusināt neēd mani signālus viņu šūnās. Tomēr tas arī atstāja pietiekami daudz baktēriju šūnu, lai sāktu jaunu populāciju, izveidojot atkārtotus zāļu piegādes ciklus audzējā.
Komanda jau agrāk bija parādījusi šādu zāļu piegādes stratēģiju.
Jaunajā pētījumā viņi parādīja, ka tas var arī selektīvi izslēgt neēdiet man signālus vēža šūnās, mērķējot uz CD47, olbaltumvielu, kas sūta signālu.
Audzēju infiltrējošu T šūnu gruntēšana
Komanda iesaka, ka ārstēšana darbojas, jo tā veic divas lietas. Pirmkārt, dzīvo baktēriju klātbūtne audzējā izraisa vietēju iekaisumu. Tas izsauc imūnsistēmu.
Otra lieta, ko veic ārstēšana, izraisa imūnās šūnas, piemēram, makrofāgus, uzņemt audzēja šūnas, jo tas izslēdz viņu CD47 neēd man signālu. Savukārt šī imūnā atbilde rada priekšnoteikumus “ar audzēju infiltrējošām T šūnām”, kas pēc tam migrē uz tālām metastāzēm.
Pētnieki ierosina, ka secinājumi ir "abscopal efekta koncepcijas pierādījums, ko izraisa inženierijas baktēriju imūnterapija", un secina:
"Tādējādi inženierijas baktērijas var izmantot drošai un vietējai imūnterapeitisko kravu piegādei, kas noved pie sistēmiskas pretaudzēju imunitātes."
Viņi jau testē metodes drošību un efektivitāti ar citiem vēža veidiem pelēm. Pēc tam viņi cer turpināt klīniskos pētījumus ar cilvēkiem.
