การเขียนโปรแกรมแบคทีเรียเพื่อต่อสู้กับมะเร็ง
ความสามารถในการตั้งโปรแกรมเซลล์สิ่งมีชีวิตให้ทำงานในรูปแบบเฉพาะภายใต้เงื่อนไขบางประการกำลังสร้างโอกาสใหม่ในการแพทย์ การศึกษาเกี่ยวกับเมาส์เมื่อเร็ว ๆ นี้ซึ่งนักวิจัยได้ตั้งโปรแกรมแบคทีเรียเพื่อช่วยต่อต้านมะเร็งเป็นตัวอย่าง
เนื้องอกบางชนิดเจริญเติบโตและแพร่กระจายได้เนื่องจากเซลล์ของพวกเขาส่งสัญญาณ“ อย่ากินฉัน” ซึ่งทำให้ระบบภูมิคุ้มกันปล่อยให้อยู่ตามลำพัง เซลล์เนื้องอกที่ไม่ส่งสัญญาณมีความเสี่ยงต่อมาโครฟาจและเซลล์ภูมิคุ้มกันอื่น ๆ ที่สามารถกลืนกินและย่อยได้
ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียในเมืองนิวยอร์กได้แสดงให้เห็นว่ามีความเป็นไปได้ที่จะตั้งโปรแกรมแบคทีเรียเพื่อปิดสัญญาณไม่กินฉันและกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันต่อต้านเนื้องอก
แนวทางนี้เป็นตัวอย่างของชีววิทยาสังเคราะห์ซึ่งเป็นสาขาที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งการรักษาทางการแพทย์สัญญาว่าจะมีประสิทธิภาพและเฉพาะเจาะจงมากกว่าวิธีการทางโมเลกุลหลายวิธี
เมื่อเร็ว ๆ นี้ ยาธรรมชาติ กระดาษนักวิจัยอธิบายถึงวิธีที่พวกเขาตั้งโปรแกรมแบคทีเรียและใช้พวกมันเพื่อลดขนาดเนื้องอกและเพิ่มการอยู่รอดของมะเร็งต่อมน้ำเหลืองในเมาส์
พวกเขาเห็นว่าการรักษาไม่เพียง แต่ลดขนาดเนื้องอกที่ฉีดเข้าไปเท่านั้น แต่ยังตอบสนองต่อเนื้องอกที่อยู่ห่างไกลเนื้องอกทุติยภูมิหรือการแพร่กระจายด้วย
“ การเห็นเนื้องอกที่ไม่ได้รับการรักษาตอบสนองควบคู่ไปกับการรักษารอยโรคหลักเป็นการค้นพบที่ไม่คาดคิด” Tal Danino ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียกล่าว
ตัวอย่างของ abscopal effect
Danino กล่าวว่าสิ่งที่พวกเขาได้เห็นเป็นการแสดงให้เห็นถึง“ ผลแอบสโคพัล” ในการรักษามะเร็งโดยใช้แบคทีเรียเป็นครั้งแรก
“ นี่หมายความว่า” เขากล่าวเสริม“ ว่าเราจะสามารถสร้างแบคทีเรียให้เป็นเนื้องอกที่สำคัญในพื้นที่จากนั้นกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันเพื่อค้นหาเนื้องอกและการแพร่กระจายที่มีขนาดเล็กเกินกว่าที่จะตรวจพบด้วยการถ่ายภาพหรือวิธีการอื่น ๆ ”
ในการบำบัดมะเร็งผลของการตรวจทางผิวหนังคือความสามารถในการกระตุ้นการตอบสนองต่อต้านเนื้องอกที่ทำลายเซลล์มะเร็งที่อยู่ห่างไกลจากเป้าหมายหลัก
เซลล์ที่ส่งสัญญาณไม่กินสัญญาณนั้นพบได้ทั่วไปไม่เพียง แต่ในเนื้องอกเท่านั้น แต่ยังอยู่ในเนื้อเยื่อที่แข็งแรงด้วย สิ่งนี้เป็นความท้าทายสำหรับผู้พัฒนาภูมิคุ้มกันบำบัดที่กำหนดเป้าหมายสัญญาณ
Danino และเพื่อนร่วมงานพบกับความท้าทายนี้โดยการตั้งโปรแกรมแบคทีเรียเพื่อให้พวกมันปล่อยน้ำหนักบรรทุกที่ปิดเสียงสัญญาณออกมาเมื่อพวกเขารู้สึกได้ว่าพวกมันอยู่ใน“ สภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอก”
อีโคไล ด้วยนาโนบอดี้ที่เข้ารหัส
น้ำหนักบรรทุกนั้นอยู่ในรูปแบบของ“ นาโนบอดี้ที่เข้ารหัส” และแบคทีเรียที่พวกมันใช้นั้นเป็น“ ไม่ก่อให้เกิดโรค Escherichia coli เครียด”
ในเนื้องอก อีโคไล แบคทีเรียแพร่กระจายในแกนที่ตายแล้วหรือในกระเป๋าของเซลล์ที่กำลังจะตาย
ทีมงานได้ตั้งโปรแกรมให้แบคทีเรียเป็น quorum-sensing ซึ่งหมายความว่าเมื่อพวกมันถึงจำนวนประชากรที่กำหนดพวกมันจะเสียชีวิตและปล่อยปริมาณนาโนบอดี้ที่เข้ารหัสออกมา
กลยุทธ์นี้หยุดไม่ให้แบคทีเรียเข้าไปในเนื้อเยื่ออื่น ๆ และทำให้ไม่กินสัญญาณของฉันในเซลล์ของพวกมัน อย่างไรก็ตามมันยังเหลือเซลล์แบคทีเรียเพียงพอที่จะเริ่มสร้างประชากรใหม่โดยตั้งวงจรการให้ยาซ้ำ ๆ ในเนื้องอก
ทีมงานได้แสดงให้เห็นถึงกลยุทธ์การจัดส่งยาดังกล่าวแล้วในงานก่อนหน้านี้
ในการศึกษาครั้งใหม่พวกเขาแสดงให้เห็นว่าสามารถเลือกปิดได้เช่นกันอย่ากินสัญญาณในเซลล์มะเร็งโดยกำหนดเป้าหมายไปที่ CD47 ซึ่งเป็นโปรตีนที่ส่งสัญญาณ
รองพื้นเซลล์ T ที่แทรกซึมอยู่ในเนื้องอก
ทีมงานแนะนำว่าการรักษาได้ผลเพราะทำสองอย่าง ประการแรกการปรากฏตัวของแบคทีเรียที่มีชีวิตทำให้เกิดการอักเสบเฉพาะที่ในเนื้องอก สิ่งนี้เรียกระบบภูมิคุ้มกัน
สิ่งที่สองในการรักษาคือกระตุ้นเซลล์ภูมิคุ้มกันเช่นมาโครฟาจให้กินเซลล์เนื้องอกเนื่องจากปิด CD47 ไม่กินสัญญาณ ในทางกลับกันการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันนี้มีแนวโน้มเป็น "เซลล์ T ที่แทรกซึมของเนื้องอก" ซึ่งจะย้ายไปยังการแพร่กระจายที่อยู่ห่างไกล
นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าผลการวิจัยดังกล่าวเป็น "การพิสูจน์แนวคิดสำหรับผลข้างเคียงที่เกิดจากการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันของแบคทีเรียที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม" และสรุป:
“ ดังนั้นจึงอาจใช้แบคทีเรียที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อการส่งมอบน้ำหนักบรรทุกทางภูมิคุ้มกันที่ปลอดภัยและในท้องถิ่นซึ่งนำไปสู่ภูมิคุ้มกันต่อต้านเนื้องอกอย่างเป็นระบบ”
พวกเขากำลังทดสอบความปลอดภัยและประสิทธิผลของวิธีนี้กับมะเร็งชนิดอื่น ๆ ในหนูแล้ว หลังจากนั้นพวกเขาหวังว่าจะได้ทำการทดลองทางคลินิกในมนุษย์ต่อไป
