Синтетичната биология или проектиране на нови биологични компоненти и системи, е революция в медицината. Чрез генетичното програмиране на живи клетки изследователите създават системи, които „мислят“ и реагират интелигентно при различни обстоятелства в организма.
Това води до по-специфични и ефективни терапевтични решения в сравнение с настоящите молекулярно базирани лекарства.
В същото време имунотерапия на рака, използваща имунната защита на организма за борба с туморите, трансформира лечението на тези заболявания през последното десетилетие. За съжаление само шепа солидни тумори са отговорили на тази терапия, която често води и до значителни странични ефекти.
Създаването на лечение, което да предизвика мощен антитуморен имунен отговор в самия солиден тумор, без да доведе до системна токсичност, представлява значително предизвикателство в онкологията.
Публикация на Chowdhury и колектив в Nature Medicine през юли 2019 г. твърди, че са създали щам непатогенни бактерии, които могат да колонизират солидни тумори при мишки. Нещо повече, тези бактерии могат безопасно да доставят мощни лекарства на принципа на троянски кон, които да атакуват тумора отвътре. Това е т.нар. „бактериална терапия на рака“.
Резултатите им показали, че доставена по този начин терапия не само е довела до пълна регресия на тумора при миши модел на лимфом, но и до значителен контрол на отдалечени туморни лезии. Това е и демонстрация на т.нар. ‘abscopal’ ефект или изчезване на метастазите при лечение на първичния тумор.
Това дава надежди, че ще бъдем в състояние да инжектираме бактерии в първичния тумор и след това да стимулираме имунната система да търси отдалечени лезии или метастази, които са твърде малки, за да бъдат открити с образна диагностика или други подходи.
Разработеният с генно инженерство щам от бактерии са способни да растат и да се размножават в некротичното ядро на туморите. Когато броят на бактериите достигне критичен праг, непатогенната E. coli е програмирана да се самоунищожи, което позволява ефективно освобождаване на лекарствата и предотвратява транспорта им към други места в тялото.
В последствие малка част от бактериите преживяват и възстановяват повторно популацията, което дава възможност за многократна доставка на лекарства вътре в атакуваните тумори.
В настоящото проучване авторите използват наночастица, която е насочена към протеина CD47 и го блокира. Клетките, които експресират на повърхността си този протеин, изпращат сигнал „не ме изяждай“ към имунни клетки (като макрофаги и дендритни клетки). Този протеин се открива в изобилие по повърхността на повечето човешки солидни тумори и наскоро се превърна в популярна терапевтична мишена.
Тъй като присъства и на други места в тялото, системното таргетиране на CD47 води до значителна токсичност, както се доказва от скорошни клинични изпитвания. Бактерии, които са създадени да внасят анти-CD47 изключително в тумора, подпомагат да се избегнат системни странични ефекти от лечението.
Комбинираният ефект на бактериално индуцираното локално възпаление в границите на тумора и блокадата на молекулите CD47 води до повишено поглъщане или фагоцитоза на туморните клетки и засилено активиране и пролиферация на Т клетки в туморите. Екипът учени демонстрира още, че лечението с тези инженерни бактерии не само унищожава туморите, но и намалява честотата на туморни метастази в животинските модели.
Лечението с тези бактерии тип „Троянски кон“ води до диференциране на тумор-специфични Т-клетки в самия тумор, които след това мигрират системно, за да атакуват и далчените метастази. Всъщност, без изолзването на тези инженерни бактерии, натоварени с наночастица срещу CD47 и лизиращи тумора, не са наблюдавани нито терапевтични, нито абскопални фекти.
Допълнителни експерименти текат в момента преди тази технология да бъде включена като клинично изпитване при пациенти.
Референции:
„Programmable bacteria induce durable tumor regression and systemic antitumor immunity.“ Nature Medicine (2019). DOI: 10.1038/s41591-019-0498-z
Journal information: Nature Medicine , Nature
DrVelikova 