Nie ma idealnego sposobu walki z nowotworami – chemioterapia i radioterapia to rozwiązania inwazyjne, obarczone licznymi skutkami ubocznymi. Niszcząc komórki rakowe, jednocześnie wyniszcza się organizm. Konsekwencje takich działań często są nie do naprawienia, a i sam guz nie zawsze udaje się w stu procentach zniszczyć.
Czytaj też: Polka rozpracuje nowotwory krwi? Powstaje przełomowa terapia
Naukowcy z Caltech opracowali nowy sposób walki z nowotworami. Zespół kierowany przez prof. Mikhaila Shapiro zmodyfikował genetycznie szczep bakterii Escherichia coli, który przeszukuje organizm w poszukiwaniu komórek rakowych i przenika do nich. We wnętrzu guza bakterie można “włączyć” przy pomocy ultradźwięków do wyzwalania leków przeciwnowotworowych. Szczegóły opisano w Nature Communications.
Prof. Mikhail Shapiro mówi:
Celem tej technologii jest wykorzystanie zdolności zmodyfikowanych probiotyków do przenikania do guzów, a jednocześnie wykorzystanie ultradźwięków do ich aktywacji w celu uwolnienia silnych leków wewnątrz guza.
Bakterie do walki z rakiem
Bakterie E.coli towarzyszą nam całe życie – zasiedlają układ pokarmowy i pełnią wiele pożytecznych funkcji. Naukowcy z Caltech użyli szczepu o nazwie Nissle 1917, który jest dopuszczony do zastosowań medycznych u ludzi. Po wstrzyknięciu do krwiobiegu bakterie te rozchodzą się po całym organizmie. Są zwalczane przez nasz układ odpornościowy, pomijając nowotwory, które stanowią środowisko o obniżonej odporności.
Bakterie wzbogacono o dwa geny: jeden służący do produkcji nanobiałek, które sprawiają, że guz staje się widoczny dla układu odpornościowego, a drugi działający jak termiczny przełącznik. Dzięki temu stworzono szczep bakterii produkujący nanobiałka hamujące rozwój nowotworu tylko wtedy, gdy podgrzano je do temperatury 42-43oC. Ponieważ prawidłowa temperatura ciała człowieka wynosi 37oC, nanobiałka nie są uwalniane w normalnych warunkach.
Naukowcy z Caltech mogą aktywować je termicznie przy pomocy zogniskowanych utradźwięków – podobnych do tych wykorzystywanych w badaniu diagnostycznym USG. Skupienie ultradźwięków w jednym punkcie sprawia, że tkanka nagrzewa się, a jej sąsiedztwo nie.
Czytaj też: Wirusy służą człowiekowi. Zabijają bakterie, zwalczają nowotwory, leczą choroby genetyczne
Myszy, które poddano terapii bakterii E.coli sterowanych ultradźwiękami wykazały znacznie wolniejszy wzrost guzów niż gryzonie z innych grup: którym podawano zmodyfikowane bakterie, na które działano ultradźwiękami i które były pozbawione obu tych metod leczenia.
Prof. Mikhail Shapiro podsumowuje:
To bardzo obiecujący wynik, ponieważ pokazuje, że możemy skierować właściwą terapię we właściwe miejsce we właściwym czasie. Ale tak, jak w przypadku każdej nowej technologii, należy zoptymalizować kilka rzeczy, w tym dodać możliwość wizualizacji czynników bakteryjnych za pomocą ultradźwięków, zanim je aktywujemy, i precyzyjniej nakierować na nie bodźce termiczne.