През последните години медицината се превърна в още по-широкоспектърна мултидисциплинарна наука. Различните клонове на биологията – клетъчна биология, биотехнологии, генно инженерство, а също и на химията доведоха до революционни открития в медицината и нейното светкавично развитие.


Чрез генетичното програмиране на биологични системи стана възможно получаването на модифицирани отговори към различни външни среди, които са по-ефективни и специфични, в сравнение с молекулярно-базираната терапия. Скоро беше създадена и първият щам Escherichia coli с изцяло модифициран геном, който е устойчив на заразяване с бактериофаги. Допреди това заразяването на инсулин-продуциращ щам E.coli с бактериофаги водеше до компроментиране на системата.


Имунотерапията е съвременен метод за лечение на различни видове рак в онкологията, при който се стимулира имунната система на организма. Тя атакува неоплазмената формация и така се стига до нейната пълна или частична деструкция. Системните стимулирани имунни отговори обаче водят до значителни странични ефекти. Текущата цел на имунотерапията е да съсредоточи артифициалния имунен отговор възможно по-концентрирано върху областта на новообразуванието.



Изследователи от Колумбийския университет обявиха в началото на месеца, че са се заели с това предизвикателство, като са създали непатогенен щам бактерии, който при мишки колонизирал солидни тумори и безопасно предоставял прицелната имунотерапия. По този начин бактериите играят ролята на „Троянски кон“, който изключително прецизно атакува новообразуванията. Прицелната имунотерапия при опити с модел на лимфом при мишки показала не само пълна регресия на неоплазмената формация, но и на далечни метастази.


Екипът създал непатогенен щам E.coli, който може да прониква и да се размножава ефективно в некротичното туморно ядро. Когато броят на бактериите достигне определено критично число, те претърпяват лизиране, при което се освобождават имуномодулиращите компоненти и индуцират мощен имунен отговор в областта. Част от бактериите не се поддават на лизиране, а възстановяват и поддържат популацията на щама, като дават възможност за повторна „доставка“ на имуномодулиращи субстанции.


Първоначалната идея за генно програмиране на бактерии по този начин е публикувана през 2016 г. в NCBI и Nature. В текущото изследване, екипът използва нанотяло, което се освобождава от бактериите и таргетира протеина CD47. Сигналната молекула CD47 протектира раковите клетки от фагоцитна атака от макрофаги и дентритни клетки. Среща се в големи количества в зоната на новообразуванията и през последните години се превърна в популярен терапевтичен таргет. Стреян Хоудхъри, който е водещ автор на публикацията, обяснява пред западни медии, че CD47 се среща обаче на много други места в организма и системното му блокиране причинява токсични ефекти. Затова екипът създал бактериален щам, който изцяло таргетира протеина в зоната на новообразуванието.


Бактериално-индуцираният инфламационен процес и инхибирането на CD47 води до повишена активация на фагоцитозата на туморни клетки, както и до стимулиране пролиферацията и активацията на Т-лимфоцити. Наблюдавало се също и по-ниска честота на метастатични усложнения, тъй като активираните Т-лимфоцити в огнището след това мигрирали и атакували далечните метастази.


Екипът възнамерява да започне работа по клинични изпитания на модела си с пациенти.

 

Изследването е публикувано в списанието Nature Medicine.