Бактерії-камікадзе борються з раком

Зростання популяції і знищення (лізис) генетично модифікованих бактерій.


Вчені Каліфорнійського університету в Сан-Дієго (University of California, San Diego) і Массачусетського технологічного інституту (Massachusetts Institute of Technology) вивели мікроорганізми, здатні виробляти протиракові препарати. Потрапляючи в організм, бактерії самознищуються і виділяють ліки в область пухлини. Новий метод у поєднанні з хіміотерапією продовжив життя лабораторних мишей на 50%. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature.

"Одна з цілей лікування в синтетичній біології - спрямовано працювати з осередками захворювання і мінімізувати шкоду. Крім того, ми хотіли доставити до ураженої ділянки значне лікарське навантаження ", - пояснює Джефф Хейсті (Jeff Hasty), один з авторів дослідження. Перспектива використання бактерій для доставки препаратів приваблива, оскільки вони можуть заселяти важкодоступні ділянки пухлини, куди «не дістає» традиційна хіміотерапія.

Дослідники створили три бактеріальні штами. У мікроорганізми кожної лінії вони вбудували ген, що відповідає за вироблення протипухлинного білка, і ген, що запускає процес самознищення (лізис). Кожен штам виробляв одну з лікарських речовин, і в ході експериментів вчені з'ясували, що найбільш ефективно працює комбінація всіх трьох білків. Щоб препарати пригнічували зростання пухлини, необхідно було контролювати розмноження бактерій і підтримувати їх популяцію на потрібному рівні. Для цього вчені використовували природну здатність мікроорганізмів координувати свою поведінку - почуття кворуму.

Бактерії нових штамів виділяють сигнальну молекулу AHL (N-Acyl homoserine lactone, N-ацил-гомосеринлактон), яка переміщується між клітинами і «включає» потрібні гени, в тому числі ті, що регулюють синтез самої молекули. Мікроорганізми починають виробляти ліки, і виробляють AHL, з часом AHL стає все більше, і коли її концентрація перевищує допустиму межу, бактерії самознищуються і виділяють протипухлинні речовини в організм. Клітини, що вижили, знову починають ділитися, і процес повторюється.

Після того, як тести на клітинних лініях HeLa продемонстрували, що вироблені мікроорганізмами молекули дійсно вбивають ракові клітини, вчені приступили до експериментів на лабораторних тваринах. Досліди показали, що поєднання бактеріальної та хіміотерапії більш ефективно стримує зростання пухлин у мишей, ніж будь-який з методів окремо. Однак дослідники відзначають, що вилікувати тварин за допомогою нового підходу не вдалося. Комбінація препаратів і бактерій продовжувала життя мишей на 50%, але як це лікування вплинуло б на людей, невідомо.

Головне, чого вдалося домогтися вченим, - показати, що новий метод лікування дійсно може працювати. "Комбінована терапія не призводить до знищення пухлини, - констатує Шибінь Чжоу (Shibin Zhou), співробітник університету Джонса Хопкінса (Johns Hopkins University), який не брав участі в дослідженні. - Але ідея розробки таких бактеріальних ланцюгів - дуже прогресивна. Вона показує, що ця концепція працездатна, причому її можна застосовувати для лікування не тільки ракових захворювань ".

Почуття кворуму (англ. quorum sensing) - здатність деяких бактерій спілкуватися і координувати поведінку за рахунок секреції молекулярних сигналів. Наприклад, опортуністичні патогенні бактерії Pseudomonas aeruginosa можуть приймати спільні рішення для пристосування до особливостей середовища і власного захисту. Це робить їх особливо стійкими навіть до великих дозів антибіотиків. Формована бактеріями біоплівка захищає цілу колонію від потрапляння в неї шкідливих речовин, у тому числі антибіотиків.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND