Τα βακτήρια μπορεί να φαίνονται σαν ένας περίεργος σύμμαχος στη μάχη κατά του καρκίνου.

Αλλά σε μια νέα μελέτη, τα γενετικά τροποποιημένα βακτήρια ήταν μέρος μιας θεραπείας με ομάδα ετικετών για τη συρρίκνωση των όγκων. Σε ποντίκια με καρκίνο του αίματος, του μαστού ή του παχέος εντέρου, τα βακτήρια λειτουργούσαν ως φάροι υποδοχής για τους συντρόφους τους - τροποποιημένα Τ κύτταρα - καθώς οι δύο αναζητούσαν και κατέστρεφαν τα καρκινικά κύτταρα.

Το CAR T—το όνομα για τις θεραπείες που χρησιμοποιούν αυτά τα κύτταρα Τ που καταστρέφουν τον καρκίνο—είναι μια μετασχηματιστική προσέγγιση. Πρώτη έγκριση από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) για έναν τύπο θανατηφόρου λευχαιμίας το 2017, υπάρχουν τώρα έξι θεραπείες διαθέσιμο για πολλαπλούς τύπους καρκίνου του αίματος.

Ονομάστηκε "ζωντανό φάρμακοαπό τον πρωτοπόρο ερευνητή Dr. Carl June στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, το CAR T αρχίζει να αναλαμβάνει αυτοάνοσες ασθένειες, καρδιακές κακώσεις, να ηπατικά προβλήματα. Είναι επίσης έτοιμο να εξαφανίσει τα γηρασμένα «κύτταρα ζόμπι» που συνδέονται με ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία και καταπολεμήσει τον HIV και άλλες ιογενείς λοιμώξεις.

Παρά την υπόσχεσή του, ωστόσο, το CAR T παραπαίει όταν έρχεται σε αντίθεση με συμπαγείς όγκους - οι οποίοι αποτελούν περίπου το 90 τοις εκατό όλων των καρκίνων.

«Κάθε τύπος όγκου έχει τους δικούς του μικρούς τρόπους αποφυγής του ανοσοποιητικού συστήματος». είπε Ιούνιος προηγουμένως μέσα Penn Medicine Newμικρό. «Επομένως, δεν θα υπάρξει μία θεραπεία CAR T που να στοχεύει όλους τους τύπους όγκων».

Παραδόξως, τα βακτήρια μπορεί να αναγκάσουν τον Ιούνιο να επανεξετάσει - η νέα προσέγγιση έχει δυνατότητες ως καθολική θεραπεία για όλα τα είδη συμπαγών όγκων. Όταν δόθηκαν σε ποντίκια, τα κατασκευασμένα ζωύφια έσκαψαν βαθιά στους πυρήνες των όγκων και έκριναν εύκολα μια συνθετική «ετικέτα» για να τραβήξουν τους κοντινούς στρατιώτες CAR T. Η μοριακή ετικέτα κολλάει μόνο στις περιοχές που περιβάλλουν αμέσως έναν όγκο και προφυλάσσει τα υγιή κύτταρα από επιθέσεις CAR T.

Τα κατασκευασμένα βακτήρια θα μπορούσαν επίσης, θεωρητικά, να διεισδύσουν σε άλλους τύπους συμπαγών όγκων, συμπεριλαμβανομένων των «ύπουλων» όγκων που είναι δύσκολο να στοχευθούν με τις συμβατικές θεραπείες. Μαζί, η νέα μέθοδος που ονομάζεται ProCAR—καθοδηγούμενα από προβιοτικά κύτταρα CAR T—συνδυάζει βακτήρια και Τ κύτταρα σε μια μονάδα παραγωγής ενέργειας που καταπολεμά τον καρκίνο.

Δείχνει «τη χρησιμότητα των κατασκευασμένων βακτηρίων ως νέα βελτίωση στη θεραπεία με κύτταρα CAR T». είπε Ο Eric Bressler και ο Dr. Wilson Wong στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης, οι οποίοι δεν συμμετείχαν στη μελέτη.

διπλό χτύπημα

Υπομονή, τι είναι πάλι το CAR T;

Με λίγα λόγια, οι θεραπείες CAR T χρησιμοποιούν Τ κύτταρα που έχουν κατασκευαστεί γενετικά για να ενισχύσουν τις υπάρχουσες ικανότητές τους. Τα Τ κύτταρα είναι ήδη φυσικοί δολοφόνοι που κυνηγούν και καταστρέφουν ιούς, βακτήρια και καρκίνους μέσα στο σώμα μας. Χρησιμοποιούν κυτταρικά «νύχια» για να πιάσουν ειδικές πρωτεΐνες στις επιφάνειες των κυττάρων-στόχων —που ονομάζονται αντιγόνα—χωρίς να βλάψουν τα κοντινά υγιή κύτταρα.

Αλλά τα καρκινικά κύτταρα είναι δύσκολοι εχθροί. Τα αντιγόνα τους μεταλλάσσονται γρήγορα για να αποφευχθεί η επιτήρηση και οι επιθέσεις των Τ κυττάρων. Η θεραπεία με CAR T υπερισχύει αυτής της άμυνας κατασκευάζοντας Τ κύτταρα για να αναζητήσουν και να καταστρέψουν καλύτερα τους στόχους τους.

Η διαδικασία συνήθως πάει έτσι. Τα Τ κύτταρα εξάγονται σε αιμοληψία. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες εισάγουν γονίδια στα κύτταρα για να δημιουργήσουν ένα νέο πρωτεϊνικό «νύχι» που θα αρπάξει πάνω σε ένα συγκεκριμένο αντιγόνο. Αυτά τα κατασκευασμένα κύτταρα εγχέονται πίσω στο σώμα του ασθενούς όπου κυνηγούν αυτό το αντιγόνο και καταστρέφουν το κύτταρο-στόχο. Πρόσφατη δουλειά διερευνά επίσης την άμεση επεξεργασία των Τ κυττάρων μέσα στο σώμα.

Το CAR T έχει κάνει θαύματα για τους μη θεραπεύσιμους στο παρελθόν καρκίνους του αίματος. Αλλά οι συμπαγείς όγκοι είναι μια διαφορετική ιστορία.

Ένα μεγάλο πρόβλημα είναι η στόχευση. Πολλοί καρκίνοι του αίματος έχουν ένα καθολικό αντιγόνο που σηματοδοτεί «Είμαι καρκινικός», καθιστώντας σχετικά εύκολο τη μηχανική των κυττάρων CAR T για την εύρεση τους.

Οι συμπαγείς όγκοι, αντίθετα, έχουν μια μεγάλη ποικιλία αντιγόνων —πολλά από τα οποία υπάρχουν επίσης σε φυσιολογικούς ιστούς— μειώνοντας την αποτελεσματικότητα των κυττάρων CAR T και αυξάνοντας τις πιθανότητες θανατηφόρων παρενεργειών. Ακόμη χειρότερα, τα καρκινικά κύτταρα αντλούν πρωτεΐνες που μοιάζουν με κόλλα που δημιουργούν μια προστατευτική ασπίδα γύρω από τους καρκίνους. Ονομάζεται μικροπεριβάλλον όγκου, το φράγμα είναι εξαιρετικά τοξικό για τα κύτταρα CAR T. Τα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου του καταστρέφουν εύκολα τις μεμβράνες των κυττάρων CAR T. Όπως τα σκασμένα μπαλόνια, τα κύτταρα χύνουν το περιεχόμενό τους στις γύρω περιοχές, προκαλώντας με τη σειρά τους φλεγμονή.

Τι μπορεί να επιβιώσει σε αυτήν την έρημο όγκο; Βακτήρια.

Ένα καθολικό αντιγόνο

Η νέα μελέτη μεταμόρφωσε βακτήρια σε δούρειους ίππους που μπορούν, θεωρητικά, να διεισδύσουν σε οποιονδήποτε συμπαγή όγκο. Τα επιλεγμένα βακτήρια, ένα στέλεχος του Ε. coli, χρησιμοποιείται ήδη για την ανακούφιση γαστρεντερικών και μεταβολικών προβλημάτων. Είναι εύκολο να επαναπρογραμματιστούν γενετικά και μπορούν να απελευθερώσουν βιολογικά ωφέλιμα φορτία στους πυρήνες των όγκων, καθιστώντας τους τέλειους υποψήφιους για την «σήμανση» των καρκίνων στο CAR T.

Για να σχεδιάσει τις ετικέτες, η ομάδα κατασκεύασε ένα πρωτεϊνικό αντιγόνο που μπορεί να αγκιστρωθεί σε συστατικά του όγκου και να λάμπει φθορίζον πράσινο. Οι όγκοι που είναι επικαλυμμένοι σε αυτό το αντιγόνο σχεδιαστή τους καθιστούν εύκολο να εντοπιστούν και είναι ευάλωτοι σε κύτταρα CAR T που έχουν σχεδιαστεί για να τους καταστρέφουν.

Στη συνέχεια, η ομάδα επαναπρογραμμάτισε γενετικά τα βακτήρια για να απελευθερώσουν το ωφέλιμο φορτίο αντιγόνου τους μόλις φτάσουν στο μικροπεριβάλλον του όγκου.

Σε μια απόδειξη της ιδέας, το σύστημα tag-team μείωσε την ανάπτυξη του καρκίνου και αύξησε την επιβίωση σε ποντίκια με επιθετικό καρκίνο του αίματος. Οι θεραπείες που χρησιμοποιούν προβιοτικά με μη λειτουργική ετικέτα δεν βοήθησαν. Τα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία περνούσαν με χαρά τη μέρα τους και διατήρησαν ένα υγιές σωματικό βάρος καθώς οι όγκοι τους συρρικνώθηκαν. Τα κατασκευασμένα βακτήρια παρέμειναν κοντά στους όγκους για τουλάχιστον δύο εβδομάδες.

Περαιτέρω δοκιμές σε ποντίκια με καρκίνο του παχέος εντέρου έδειξαν παρόμοια θετικά αποτελέσματα. Μια δόση βακτηρίων ακολουθούμενη από δύο δόσεις CAR Τ κυττάρων μείωσε το μέγεθος του όγκου τέσσερις φορές 22 ημέρες μετά τη θεραπεία.

Άλλο ένα πόδι επάνω

Το σύστημα λειτούργησε, αλλά η ομάδα δεν ήταν ικανοποιημένη. Η ποσότητα του παραγόμενου αντιγόνου εξαρτάται από την ανάπτυξη των βακτηρίων, με αποτέλεσμα η αποτελεσματικότητα της ετικέτας να μειώνεται και να ρέει με τον βακτηριακό πληθυσμό.

Για να δώσει ώθηση στο σύστημα, η ομάδα πρόσθεσε ένα άλλο γενετικό κύκλωμα στα βακτήρια, επιτρέποντάς τους να απελευθερώσουν μια χημική ουσία που προσελκύει τα κύτταρα CAR T. Η βελτιωμένη μέθοδος μείωσε τους όγκους σε ποντίκια με καρκίνο του μαστού μετά από δύο βολές στην κυκλοφορία του αίματος.

«Ο συνδυασμός των πλεονεκτημάτων των βακτηρίων που φιλοξενούν όγκους και των κυττάρων CAR-T παρέχει μια νέα στρατηγική για την αναγνώριση των όγκων και αυτό χτίζει τα θεμέλια για κατασκευασμένες κοινότητες ζωντανών θεραπειών». είπε συγγραφέας της μελέτης Rosa Vincent, στο Πανεπιστήμιο Columbia.

Η στρατηγική θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα ισχυρή σε όγκους χωρίς εμφανή αντιγόνα. Ωστόσο, η κλιμάκωση της στρατηγικής θα απαιτήσει κάποια προσπάθεια. Οι καρκίνοι στους ανθρώπους έχουν διάμετρο περίπου 0.8 ίντσες - περίπου τα τρία τέταρτα του τέταρτου.

Αν και μια χαμηλή εκτίμηση για πολλαπλούς τύπους καρκίνου, εξακολουθεί να είναι «20 έως 40 φορές μεγαλύτερη από τους όγκους των ποντικών σε αυτή τη μελέτη», είπαν οι Bressier και Wong. Περαιτέρω μελέτες θα πρέπει να διερευνήσουν πόσο καλά διαχέεται το συνθετικό αντιγόνο σε όλο και πιο μεγάλους καρκίνους.

Η ασφάλεια είναι μια άλλη ανησυχία. Σε σύγκριση με τα ποντίκια, οι άνθρωποι είναι πιο ευαίσθητοι στις πιθανές τοξίνες που παράγονται από βακτήρια. Βασισμένο στο προηγούμενες κλινικές δοκιμές με τα τροποποιημένα βακτήρια, η λύση μπορεί να είναι περισσότερο γενετική μηχανική για την εξάλειψη των γονιδίων που σχετίζονται με τις τοξίνες.

«Ενώ βρισκόμαστε ακόμη στη φάση της έρευνας», τα αποτελέσματα «θα μπορούσαν να ανοίξουν νέους δρόμους για τη θεραπεία του καρκίνου». είπε συγγραφέας της μελέτης Δρ. Ταλ Ντανίνο.

Πίστωση εικόνας: Έγχρωμη εικόνα ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης ενός κυττάρου Τ / NIAID

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://singularityhub.com/2023/10/17/cancer-killing-duo-hunts-down-and-destroys-tumors-with-surprising-alacrity/