Американские ученые генетически модифицировали кишечную палочку E. coli так, чтобы она производила особые белковые мишени. «Видя» эти мишени в опухоли, организм направляет туда иммунные клетки и уничтожает рак, не трогая здоровые клетки. Бактериальная вакцина показала свою эффективность на мышах: она позволила устранить колоректальный рак и меланому, а также предотвратить рецидив и метастазирование опухолей. По словам авторов, такой подход к терапии позволит сделать лечение рака персонализированным и эффективным. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Врачи пытаются использовать бактерии для лечения рака с конца XIX века. Тогда американский хирург Вильям Коли впервые ввел бактерии Streptococcus pyogenes группы А и Serratia marcescens пациентам с неоперабельным раком и заявил об уменьшении опухоли. В те времена коллеги подвергли выводы Коли критике, однако современные исследования доказали его правоту. Некоторые бактерии естественным образом мигрируют в опухоли, заселяют их и провоцируют иммунный ответ организма. Однако бактерии редко вызывают иммунные реакции, способные уничтожить опухоль.
Американские исследователи решили разработать новый вид терапии рака, основанный на микроорганизмах. Они сосредоточились на пробиотическом штамме кишечной палочки E. coli и внесли в ее геном множество модификаций, чтобы точно контролировать взаимодействие бактерии с иммунной системой и обучать ее уничтожать опухоли.
Модифицированные E. coli кодируют неоантигены — белковые мишени, соответствующие тому виду рака, от которого проводится лечение. Бактерии доставляют неоантигены в организм, и те обучают иммунную систему нацеливаться на раковые клетки и атаковать их. Кроме того, генетические модификации E. coli позволяют организму распознать и уничтожить самого «курьера», если он не обнаружит опухоль.
Ученые успешно протестировали модифицированные E. coli на мышах с колоректальным раком и меланомой. Они заметили, что бактерии задействуют множество иммунных клеток, которые атакуют только опухоль и не позволяют ей подавить иммунную систему. Также бактериальная вакцина уменьшила рост рака у мышей и предотвратила метастазирование опухолей, которые были вылечены ранее.
Команда уже планирует адаптировать бактерии под организм человека. В будущем им предстоит разработать вакцины для разных видов рака, которые можно будет персонализировать под определенного пациента.
«Каждый вид рака уникален — опухолевые клетки содержат определенные генетические мутации, которые отличают их от нормальных здоровых клеток. Программируя бактерии, которые направляют иммунную систему на устранение этих специфичных для рака мутаций, мы можем разработать более эффективные методы лечения, которые стимулируют собственную иммунную систему пациента обнаруживать и уничтожать раковые клетки», — объяснил Николас Арпайя, соруководитель исследования из Колумбийского университета, США.
После идентификации уникальных неоантигенов бактерии будут сконструированы таким образом, чтобы они производили большое количество белковых мишеней. При введении пациенту микроорганизмы направятся к опухолям и будут стабильно производить в них сконструированные «лекарства». Поскольку каждый рак имеет свой набор неоантигенов, срок терапии будет индивидуален для каждого человека. Он будет зависеть от того, сколько времени потребуется для определения последовательности опухоли. По словам авторов, последующее производство штаммов бактерий может быть проще и быстрее, чем создание других платформ для вакцин.
«Бактерии позволяют доставлять лекарственные препараты в концентрации, превышающей допустимую, когда эти соединения доставляются системно по всему организму. Здесь мы можем ограничить доставку непосредственно к опухоли и локально модулировать то, как мы стимулируем иммунную систему», — добавил Арпайя.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
