Дали бактериите ќе го уништат ракот? Научниците работат на посебен третман: „Предвидлив систем“

Научниците од Универзитетот во Ватерло работат на нов третман за рак кој користи специјално модифицирани бактерии за уништување на туморите одвнатре. Стратегијата се потпира на микроби кои природно напредуваат во средини без кислород, што ја прави внатрешноста на многу цврсти тумори идеална цел.

„Бактериските спори влегуваат во туморот, наоѓајќи средина богата со хранливи материи и сиромашна со кислород, што овој организам ја претпочита, и тие почнуваат да ги јадат тие хранливи материи и да растат. Па сега го колонизираме тој централен простор, а бактериите во суштина го ослободуваат телото од туморот“, рече д-р Марк Окоин, професор по хемиско инженерство на Ватерло.

Во срцето на овој пристап е Clostridium sporogenes, бактерија која нормално се наоѓа во почвата и може да преживее само во услови без кислород. Внатрешното јадро на цврстите тумори е составено од мртви клетки и е без кислород, создавајќи совршени услови за размножување и ширење на овој микроб.

Сепак, постои предизвик. Како што бактериите се шират нанадвор и достигнуваат до областите на туморот изложени на ниски нивоа на кислород, тие почнуваат да изумираат пред целосно да го елиминираат ракот. За да се справи со ова ограничување, тимот вметна ген од сродна бактерија која е потолерантна на кислород. Оваа модификација им овозможува на генетски модифицираните микроби да преживеат подолго во близина на надворешните делови на туморот, пишува „Science Daily“.

Истражувачите исто така имаа потреба од начин да го контролираат моментот на активирање и отпорноста на кислород. Прераната активација би можела да им овозможи на бактериите да растат во области богати со кислород, како што е крвотокот, што би било небезбедно. За да го спречат ова, тие користеа природен процес на бактериска комуникација наречен „чувство на кворум“.

„Чувството на кворум“ се потпира на хемиски сигнали што ги ослободуваат бактериите. Како што се зголемува нивниот број, сигналот станува посилен. Само откако доволно бактерии ќе се акумулираат во туморот, сигналот достигнува ниво што го вклучува генот отпорен на кислород. Овој пат осигурува дека бактериите го активираат својот механизам за преживување само кога е потребно.

Во претходна студија, тимот покажа дека Clostridium sporogenes може да биде генетски модифициран за подобро да толерира кислород. Во следниот експеримент, тие го тестираа својот дизајн на „чувство на кворум“ со програмирање на бактериите да произведуваат зелен флуоресцентен протеин, што им овозможи да потврдат дека системот е активиран во предвиденото време.

„Користејќи синтетичка биологија, изградивме нешто како електрично коло, но наместо жици, користевме парчиња ДНК. Секое парче има улога. Кога се правилно составени, тие формираат систем кој работи на предвидлив начин“, рече д-р Брајан Ингалс, професор по применета математика на Ватерло.

Следниот чекор е да се комбинира генот за толеранција на кислород и системот за контрола на сензорот за кворум во една бактерија и да се процени во однос на тумори во претклинички испитувања.