Лечение на рак чрез проектиране на „гладни“ анаеребни бактерии?
Изследователски екип, ръководен от Университета на Ватерло, разработва нов инструмент за лечение на рак чрез проектиране на гладни бактерии, които буквално да изяждат туморите отвътре навън.
„Спорите на бактериите навлизат в тумора, намирайки среда, където има много хранителни вещества и няма кислород, което този организъм предпочита, и затова започва да се храни с тези хранителни вещества и да расте по размер“, каза д-р Марк Окойн , професор по химическо инженерство във Ватерло. „Така че сега колонизираме това централно пространство и бактерията по същество избавя тялото на тумора.“
Ядрото на солиден, раков тумор се състои от мъртви клетки и е без кислород, което го прави идеална среда за размножаване на бактериите.
Но има биологичен улов: когато ракоядите достигнат външните ръбове на туморите, те са изложени на ниски нива на кислород и умират, без да изпълнят мисията си да ги унищожат напълно.
За да решат този проблем, изследователите първо добавили към организма ген от сродна бактерия, която може по-добре да понася кислород, което ѝ позволява да живее по-дълго близо до външната страна на целевия тумор.
След това те открили начин да активират гена за устойчивост на кислород в точното време – критично за предотвратяване на неволното размножаване на бактерии в богати на кислород места като кръвния поток – като използвали феномен, известен като кворум сенсър.
Казано по-просто, кворум сенсърът включва химични сигнали, освобождавани от бактериите. Само когато много бактерии са се развили в тумор, сигналът е достатъчно силен, за да включи гена за кислородна устойчивост, като по този начин се гарантира, че това няма да се случи твърде рано.
В едно проучване изследователите демонстрирали, че Clostridium sporogenes може да бъде модифициран, за да понася кислород. В последващо проучване те тествали своята система за кворум сензори, като накарали бактериите да произвеждат зелен флуоресцентен протеин.
„Използвайки синтетична биология, ние изградихме нещо като електрическа верига, но вместо проводници използвахме парчета ДНК“, каза д-р Брайън Инголс , професор по приложна математика във Ватерло. „Всяко парче има своята функция. Когато са сглобени правилно, те образуват система, която работи по предвидим начин.“
Сега изследователите планират да комбинират гена за устойчивост на кислород и механизма за определяне на времето чрез кворум в една бактерия и да го тестват върху тумор в предклинични изпитвания.
Обещаващият проект е резултат от работата на докторанта Бахрам Заргар, ръководен от Инголс и д-р Пу Чен, пенсиониран професор по химическо инженерство във Ватерло. Работата отразява по-широкия акцент на Ватерло върху интердисциплинарните здравни иновации. Нашите инженери, математици и учени в областта на живота си сътрудничат, за да проектират технологично базирани решения, които превръщат откритията в практически грижи.
Изследователи от Ватерло си партнират по проекта с Центъра за изследване на екологичната микробиология (CREM Co Labs), компания от Торонто, съоснована от д-р Заргар. Групата включва д-р Сара Садр, бивш докторант от Ватерло, която е играла водеща роля в изследването.
Петър Димитров
––––––––––––––––––––––
Източник: Beating cancer by eating cancer, University of Waterloo
