Mengatur bakteria untuk melawan barah
Keupayaan memprogram sel hidup untuk berkelakuan dengan cara tertentu dalam keadaan tertentu adalah mewujudkan peluang baru dalam bidang perubatan. Satu kajian tikus baru-baru ini di mana para penyelidik memprogramkan bakteria untuk membantu melawan barah adalah contohnya.
Sebilangan tumor berkembang dan merebak kerana sel mereka menghantar isyarat "jangan makan saya" yang membuat sistem kekebalan tubuh membiarkannya sendiri. Sel-sel tumor yang tidak menghantar isyarat rentan terhadap makrofag dan sel-sel imun lain yang dapat menelan dan mencernanya.
Sekarang, saintis dari Universiti Columbia di bandar New York telah menunjukkan bahawa adalah mungkin untuk memprogramkan bakteria untuk mematikan isyarat jangan makan saya dan mendorong tindak balas imun anti-tumor.
Pendekatannya adalah contoh biologi sintetik, bidang yang muncul di mana rawatan perubatan berjanji akan lebih berkesan dan spesifik daripada banyak kaedah molekul.
Dalam satu kebelakangan ini Perubatan Alam kertas, para penyelidik menerangkan bagaimana mereka memprogramkan bakteria dan menggunakannya untuk mengecilkan tumor dan meningkatkan kelangsungan hidup pada model tikus limfoma.
Mereka melihat bahawa rawatan tidak hanya mengecilkan tumor yang mereka suntikan, tetapi juga tumor sekunder atau metastasis yang jauh.
"Melihat tumor yang tidak dirawat bertindak balas dengan rawatan lesi primer adalah penemuan yang tidak dijangka," kata pengarang kanan Tal Talino, seorang penolong profesor kejuruteraan bioperubatan di Universiti Columbia.
Contoh kesan abscopal
Danino menyatakan bahawa apa yang mereka saksikan adalah demonstrasi pertama "kesan abscopal" dalam rawatan barah yang menggunakan bakteria.
"Ini bererti," tambahnya, "kita akan dapat merekayasa bakteria untuk menghidupkan tumor secara tempatan, dan kemudian merangsang sistem kekebalan tubuh untuk mencari tumor dan metastasis yang terlalu kecil untuk dikesan dengan pencitraan atau pendekatan lain."
Dalam terapi barah, kesan abscopal adalah kemampuan untuk memprovokasi tindak balas anti-tumor yang menghancurkan sel-sel barah yang jauh dari sasaran utama.
Sel yang menghantar isyarat tidak memakan saya biasa bukan sahaja pada tumor tetapi juga pada tisu yang sihat. Ini memberi cabaran kepada pembangun imunoterapi yang menyasarkan isyarat.
Danino dan rakan sekerja menghadapi tantangan ini dengan memprogram bakteria sehingga mereka hanya melepaskan muatan membungkam isyarat mereka ketika mereka dapat merasakan bahawa mereka berada dalam "lingkungan mikro tumor."
E coli dengan nanobodi yang dikodkan
Muatan itu sendiri dalam bentuk "nanobody dikodkan," dan bakteria yang mereka gunakan adalah "non-patogenik Escherichia coli ketegangan. "
Pada ketumbuhan, E coli bakteria berkembang biak dalam inti nekrotik, atau poket sel yang mati.
Pasukan ini memprogramkan bakteria tersebut agar dapat dikesan oleh korum, yang bermaksud bahawa ketika mereka mencapai ukuran populasi tertentu, mereka mati dan melepaskan muatan nanobodi yang dikodekan.
Strategi ini menghentikan bakteria menembusi tisu lain dan membungkam isyarat jangan makan saya di sel mereka. Namun, ia juga meninggalkan cukup sel bakteria untuk memulai populasi baru, menyiapkan kitaran penyampaian ubat berulang dalam tumor.
Pasukan telah menunjukkan strategi pemberian ubat seperti itu dalam pekerjaan sebelumnya.
Dalam kajian baru itu, mereka menunjukkan bahawa selektif juga boleh mematikan isyarat jangan makan saya di sel barah dengan menargetkan CD47, protein yang menghantar isyarat.
Memulakan sel T yang meresap tumor
Pasukan menunjukkan bahawa rawatan itu berfungsi kerana melakukan dua perkara. Pertama, kehadiran bakteria hidup menyebabkan keradangan tempatan pada tumor. Ini memanggil sistem imun.
Perkara kedua yang dilakukan rawatan adalah mencetuskan sel-sel imun, seperti makrofag, untuk menelan sel-sel tumor kerana mematikan CD47 mereka tidak memberi isyarat kepada saya. Pada gilirannya, tindak balas imun ini menjadikan "sel T menyusup tumor" yang kemudian berpindah ke metastasis yang jauh.
Para penyelidik mencadangkan bahawa penemuan itu adalah "bukti konsep untuk kesan abscopal yang disebabkan oleh imunoterapi bakteria yang direkayasa," dan menyimpulkan:
"Oleh itu, bakteria direkayasa dapat digunakan untuk pengiriman muatan imunoterapi yang selamat dan tempatan yang membawa kepada imuniti anti-tumor sistemik."
Mereka sudah menguji keselamatan dan keberkesanan kaedah dengan jenis barah lain pada tikus. Selepas itu, mereka berharap dapat menjalani ujian klinikal pada manusia.
