Preboj v onkologiji: kako modificirane bakterije uničujejo raka

Te bakterije rastejo v okoljih brez kisika znotraj tumorja in so bile modificirane za preživetje tudi na območjih s kisikom, s 'quorum sensing' pa se aktivirajo v pravem trenutku. Boj proti raku dobiva novo dimenzijo. Znanstveniki z Univerze v Waterlooju so razvili povsem novo obliko zdravljenja, ki izkorišča posebej spremenjene bakterije za uničevanje tumorjev, piše net.hr.

Te bakterije, ki so jih poimenovali 'rakjede', delujejo od znotraj. Glavna prednost je v tem, da ti mikrobi naravno uspevajo tam, kjer kisika ni, kar je ravno značilnost središča številnih trdnih tumorjev. To spoznanje odpira pot k zelo obetavnemu, ciljanemu zdravljenju raka, ki bi lahko zmanjšalo neželene učinke in izboljšalo učinkovitost v primerjavi s konvencionalnimi metodami, ki pogosto prizadenejo tudi zdravo tkivo.

Ključna zvezda v tem inovativnem zdravljenju je bakterija Clostridium sporogenes. To je bakterija, ki jo sicer najdemo v zemlji in preživi le tam, kjer ni kisika. In tu pride na vrsto briljantna povezava: središče trdnih tumorjev je sestavljeno iz mrtvih celic in je prav tako brez kisika. To so idealni pogoji za rast in širjenje te bakterije.

Dr. Marc Aucoin, eden vodilnih raziskovalcev, to pojasni: "Bakterijske spore vstopijo v tumor, najdejo okolje, polno hranil in brez kisika, kar ustreza tem organizmom, in začnejo rasti ter jesti hranila. S tem kolonizirajo ta osrednji prostor, bakterija pa dejansko osvobodi telo tumorja." Na ta način bakterija 'požre' tumor od znotraj in ga razgradi, kar je edinstven in obetaven pristop.

Kljub prvotni genialnosti pristopa se je pojavil pomemben problem. Bakterije se širijo od znotraj proti zunanjosti tumorja, kjer je že nekaj kisika, in tam začnejo odmirati, preden bi lahko v celoti uničile rak. To pomeni, da so doslej lahko 'pojele' le del tumorja.

Zato je ekipa v bakterije vstavila gen iz podobne bakterije, ki bolje prenaša kisik. Ta genetska sprememba je ključna, saj omogoča modificiranim mikrobom, da dlje časa preživijo in uničujejo rakave celice tudi na zunanjih delih tumorja. Tako se doseže bolj popolna eliminacija. Kot piše Science Daily, je bil to nujen korak za izboljšanje učinkovitosti terapije.

Kako natančno deluje 'quorum sensing'? Ta sistem temelji na kemičnih signalih, ki jih bakterije oddajajo v okolje. Ko se število bakterij v tumorju poveča, postane signal močnejši. Šele ko se znotraj tumorja nabere dovolj bakterij in signal doseže določeno raven, se vključi gen, ki jim daje odpornost na kisik.

To skrbno časovno usklajevanje zagotavlja, da bakterije aktivirajo svoj preživetveni mehanizem le takrat, ko so že v tumorju in je to potrebno. Dr. Brian Ingalls, profesor uporabne matematike, to ponazori: "Z uporabo sintetične biologije smo zgradili nekaj, kar je podobno električnemu tokokrogu, vendar smo namesto žic uporabili dele DNK. Vsak del ima svojo vlogo. Ko so pravilno sestavljeni, tvorijo sistem, ki deluje predvidljivo."

Znanstveniki so dosedanje delo razdelili na dva glavna koraka. Najprej so v prejšnji študiji potrdili, da lahko bakterijo Clostridium sporogenes genetsko spremenijo, da bolje prenaša kisik. To je bil nujen dokaz. V drugem poskusu pa so testirali sistem 'quorum sensing'.

Bakterije so programirali tako, da so proizvajale zeleni fluorescentni protein. S tem so jasno videli, da se je sistem aktiviral točno takrat, ko je bilo predvideno, kar je potrdilo uspešnost njihove zasnove. Ti rezultati so ključni za potrditev učinkovitosti in varnosti razvitega pristopa pred nadaljnjimi preizkusi na živih organizmih.

Kaj sledi zdaj? Najprej je treba gen za odpornost na kisik in sistem 'quorum sensing' združiti v eno samo bakterijo. Ko bo to storjeno, bo sledilo najpomembnejše: testiranje te bakterije proti tumorjem v predkliničnih raziskavah, torej na poskusnih živalih. Ti koraki so nujni, da se potrdi, ali ta obetavni pristop dejansko deluje in je varen v živih sistemih. Uspešno dokončanje teh preizkusov bi lahko odprlo pot do novih kliničnih terapij za rak. Gre za pomembno obdobje, ki bi lahko bistveno izboljšalo prihodnost zdravljenja te hude bolezni in ponudilo upanje milijonom.

Vir: net.hr