Bakteryjne "szwadrony samobójców" zaprojektowane do walki z nowotworami

Naukowcy z Columbia University tak zmodyfikowali genetycznie bakterie E. Coli, by te znajdowały w organizmie guzy nowotworowe, a następnie poświęcały się, alarmując jednocześnie układ odpornościowy. Koncepcja przypominająca coś na kształt bakteryjnych legionów samobójców, wokół której uczeni budują nową strategię przeciwnowotworową, wykorzystuje drobnoustroje do dostarczania do guza specjalnych białek, które aktywują komórki odpornościowe.

Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma "Science Advances" (DOI: 10.1126/sciadv.adc9436).

Świat nauki już od lat wie, że niektóre bakterie nie tylko są w stanie żyć wewnątrz nowotworów, ale radzą sobie tam zupełnie nieźle. Jak to możliwe? Otóż paradoksalnie to środowisko może być dla nich dość przyjazne: pH jest tam niskie, zaś sam obszar jest wolny od ingerencji ze strony układu immunologicznego. Pojawiać się zatem może pytanie o to, czy możliwe byłoby wykorzystanie tego w jakiś sposób?

Takie pomysły w istocie już się pojawiają. A przydatne w tym kontekście mogą się okazać bakterie E. coli. Chodzi tutaj o ich szczep probiotyczny, który w określonych warunkach miałby za zadanie się rozpaść sprawiając, że uwolniona zostałaby wcześniej spreparowana zawartość bakterii.

Naukowcy postanowili przeprowadzić próby, w których drobnoustrojom dodano geny kodujące białka, które bądź to hamują dalszy wzrost nowotworu, bądź też "oznaczają" go tak, by komórki układu odpornościowego mogły łatwiej go namierzyć. A kluczowym elementem tej układanki są tzw. chemokiny. Są to białka sygnalizacyjne układu odpornościowego. Różne chemokiny przyciągają różne rodzaje komórek odpornościowych oraz wpływają na to, jaką reakcję u nich wywołają.

Naukowcy wykorzystali zmutowaną wersję chemokin, które przyciągają "zabójcze" limfocyty T. Strategia polega na tym, że gdy w guzie zgromadzi się wystarczająca ilość zmodyfikowanych bakterii, te rozpadają się uwalniając chemokiny, dając wyraźny sygnał układowi immunologicznemu do ataku. Aby jeszcze dodatkowo ułatwić im zadanie, badacze dodali kolejny szczep bakterii wytwarzający inną chemokinę, która docelowo ma przyciągnąć komórki dendrytyczne.

W efekcie dochodzi do skumulowania się wykrywalności antygenów nowotworowych. A oto dlaczego się tak dzieje: komórki dendrytyczne zaczynają "pochłaniać" komórki nowotworowe, następnie poprzez swoje odpowiednie antygeny "dają znać" limfocytom T, które z kolei są wtedy w stanie o wiele łatwiej namierzyć nowotwór i zareagować o wiele bardziej konkretnie.

Jak do tej pory badania nad tą metodą zostały przeprowadzone na myszach. Metoda sprawdziła się. Przygotowane w opisany powyżej sposób bakterie wywołały silną reakcję immunologiczną na komórki nowotworowe, które zostały wstrzyknięte razem z tymi bakteriami, ale również na o wiele bardziej odległe komórki nowotworowe, których nie wstrzyknięto. Okazało się również, że zastosowanie tej metody poprzez podanie dożylne jest także skuteczne.

Jednocześnie wstrzyknięte bakterie pozostają całkowicie nieszkodliwe dla samego organizmu. Zasiedlają one jedynie środowisko nowotworowe, a po osiągnięciu odpowiedniego poziomu, następuje liza (rozpad) wewnątrz nowotworu, a zatem bakterii tych nie wykrywa się w innych częściach organizmu. Kolejne działania polegać będą na optymalizacji całego procesu, natomiast następnym istotnym krokiem będzie przeprowadzenie testów klinicznych.