Разработаны полезные бактерии, предназначенные для уничтожения защитных функций раковых клеток

Бактерии обычно имеют плохую репутацию, поскольку люди в первую очередь думают об определенных штаммах, которые могут вызывать серьезные заболевания, такие как пневмония или менингит. Однако существует множество полезных бактерий, известных как пробиотики, которые помогают организму различными способами.

Исследователи Университета Цинциннати разработали пробиотик, предназначенный для уничтожения защитных функций раковых клеток, что позволяет терапевтам легче уничтожать опухоли. Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Advanced Healthcare Materials.

Налиникант Котагири, доктор философии, старший автор исследования, доцент фармацевтического колледжа имени Джеймса Л. Винкля и сотрудник Онкологического центра Калифорнийского университета, изучает "твердые раковые опухоли" или те, которые определяются как аномальные клеточные образования в "твердых" органах, таких как грудь или простата, в отличие от лейкемии, рака, поражающего кровь.

Котагири объясняет, что многие твердые раковые опухоли имеют внеклеточный матрикс, состоящий из коллагена и гиалуроновой кислоты. Матрикс образует барьер вокруг клеток и затрудняет доступ антител и иммунных клеток к опухоли.

Шинду Томас, первый автор исследования и аспирант лаборатории Котагири, работал с E. coli Nissle, бактерией, которая используется в качестве пробиотика уже около 100 лет и отличается от штаммов E. coli, вызывающих болезни. Благодаря новой технологии на бактерии E. coli Nissle можно производить любой белок или фермент.

В данном случае бактерия была сконструирована таким образом, чтобы выделять большое количество мелких структур, называемых везикулами внешней мембраны, на внешнем краю клеток. Везикулы несут те же материалы, что и сама бактерия, поэтому исследователи разработали бактерию для переноса фермента, который разрушает внеклеточный матрикс раковых клеток.

По словам Котагири, бактерии обычно процветают в среде с низким содержанием кислорода и иммунодефицитом, что характерно для солидных раковых опухолей. Поэтому специально разработанные бактерии естественным образом притягиваются к этим раковым опухолям.


После создания нового пробиотика исследователи изучили его действие на моделях рака груди и толстой кишки. Бактерии вводятся внутривенно примерно за четыре-пять дней до начала лечения рака, что позволяет бактериям заселить раковую опухоль, разрушить ее защитные силы и подготовить ее к лечению.

После введения бактерий и последующих доз иммунотерапии или другого фармацевтического препарата, используемого в целевой терапии, по словам Котагири, мыши выживали в два раза дольше по сравнению с теми, кто получал только лечение рака. Изображение показало, что бактерии и фермент эффективно разрушают внеклеточный матрикс и позволяют терапии достичь раковых клеток.

Исследование показало, что бактерии воздействовали на опухоли, но не атаковали здоровые клетки в других органах, таких как сердце, легкие, печень и мозг. По словам Котагири, это показывает, что бактерия может быть безопасной и не вызовет инфекции в других частях тела, но необходимо провести дополнительные исследования для изучения ее безопасности на крупных животных моделях и, возможно, на людях, особенно в условиях иммунодефицита.


Если сконструированные бактерии окажутся безопасными и эффективными, то существует множество способов модификации бактерий для различных целей, включая потенциальное использование бактерий для лечения заболеваний кишечника, полости рта и кожи. Существует также потенциал для разработки бактерий, оснащенных несколькими белками и молекулами, чтобы создать платформу для монотерапии (или терапии, использующей один тип лечения), а не только для облегчения комбинированной терапии.