Сконструйовані бактерії можуть рекрутувати імунну систему для боротьби з раком

Бактерії можуть жити в багатьох незвичайних місцях, навіть у пухлинах, які ростуть в організмі людини. Тепер вчені скористалися цими пухлинними бактеріями, щоб перетворити їх на борців проти раку, які залучають імунну систему для знищення ракових пухлин. Про роботу було повідомлено в Science Advances.

Було припущено, що низький рН, некротична природа пухлин створює унікальне середовище, яке може сприяти росту бактерій, не даючи імунним клітинам знищити ці бактерії, пояснив старший автор дослідження Ніколас Арпайя, доктор філософії, доцент Колумбійського університету. Арпайя та його колеги створили новий підхід до боротьби з пухлинами, використовуючи ці мікроби.

Дослідники взяли нешкідливий штам бактерії Escherichia coli та дали йому конкретні інструкції щодо того, як знищувати пухлини за допомогою синхронізованої схеми лізису. Після того, як сконструйована E. coli досягає певного рівня всередині пухлини, активується ланцюг, що спричиняє вибух або лізис більшості цих бактерій, вивільняючи вміст цих мікробів у пухлину. Попередня робота показала, що ці бактерії можна модифікувати, щоб включити гени, які кодують білки, зупиняючи ріст пухлини, або які позначають пухлину для знищення імунними клітинами.

У цій роботі дослідники вирішили використовувати ці бактерії, які називаються хемокінами, для доставки молекул до пухлини. Хемокіни — це сигнальні білки, які рекрутують різні типи імунних клітин і можуть викликати різні реакції. Дослідники вибрали мутантну версію людського хемокіну, який може залучати Т-клітини-кілери. Хоча деякі Т-клітини створені для боротьби з пухлинами, вони не завжди можуть проникнути в мікрооточення пухлини, зазначив Арпайя.

Вчені посилили протипухлинну дію цього підходу, який рекрутує дендритні клітини, додавши ще один штам бактерій, які експресують інший хемокін.

«Завдяки поєднанню цього з хемокінами, стимулюючими інфільтрацію та активацію дендритних клітин, критичного типу вроджених імунних клітин, виявлення пухлинних антигенів підвищується», — пояснив Арпайя.

Дендритні клітини поглинають пухлинні клітини, а потім відображають антигени пухлинних клітин на поверхні дендритних клітин, дозволяючи Т-клітинам ідентифікувати пухлини та ефективніше реагувати на них.

Дослідники перевірили цей метод на мишачих моделях раку. Вони визначили, що коли сконструйовані бактерії вводять безпосередньо в пухлину, вони можуть викликати стійку імунну відповідь. Меншою мірою уражалися і віддалені пухлини. Внутрішньовенне введення бактерій покращило імунну відповідь на пухлинні клітини порівняно з мишами, які не отримували лікування.

У цій моделі бактерії залишалися в середовищі пухлини, лише досягаючи певного рівня, щоб викликати лізис всередині пухлини, і бактерії не були виявлені в інших здорових органах, додав Арпайя.

Потрібні додаткові дослідження, щоб оптимізувати цей підхід і продемонструвати, що він безпечно працює на людях. Арпайя та деякі його колеги очікують на результати патентної заявки та є частиною компанії під назвою GenCirq, Inc., яка працює над впровадженням цього лікування в клініку.

Джерела: Columbia University, Science Advances