Naukowcy z University of Waterloo pracują nad nową terapią przeciwnowotworową. Wykorzystuje ona specjalnie zaprojektowane bakterie, które po wniknięciu do guza litego, niszczą go od środka.
Jak działają bakterie niszczące guzy
Centralnym elementem strategii jest bakteria Clostridium sporogenes, powszechnie występująca w glebie. Może ona przetrwać tylko w środowisku całkowicie pozbawionym tlenu, co sprawia, że wnętrze wielu guzów litych, składające się z martwych komórek, staje się dla niej idealnym miejscem do rozwoju. Zarodniki bakterii wnikają do guza, gdzie znajdują bogate w składniki odżywcze i beztlenowe środowisko, co pozwala im rosnąć i namnażać się.
Jak wyjaśnia dr Marc Aucoin, profesor inżynierii chemicznej na Waterloo, bakterie te „kolonizują centralną przestrzeń guza i zasadniczo pozbywają się go z organizmu”. W ten sposób mikroorganizmy w naturalny sposób celują w tkankę nowotworową, konsumując ją od wewnątrz i prowadząc do jej zniszczenia.
Pokonanie bariery tlenowej i zapewnienie bezpieczeństwa
Pojawia się jednak wyzwanie. Gdy bakterie rozprzestrzeniają się na zewnątrz i docierają do obszarów guza narażonych na niewielkie ilości tlenu, zaczynają obumierać, zanim w pełni wyeliminują nowotwór. Aby rozwiązać ten problem, zespół wprowadził do bakterii gen pochodzący od pokrewnego gatunku, który jest bardziej tolerancyjny na tlen. Modyfikacja ta pozwala zaprojektowanym mikrobom przetrwać dłużej w pobliżu zewnętrznych regionów guza.
Kluczowe było również kontrolowanie momentu aktywacji tej funkcji. Aby zapobiec niebezpiecznemu wzrostowi bakterii w natlenionych miejscach, takich jak krwiobieg, naukowcy wykorzystali mechanizm komunikacji bakteryjnej zwany „quorum sensing”. System ten włącza gen odporności na tlen dopiero wtedy, gdy wewnątrz guza zgromadzi się wystarczająca liczba bakterii, co zapewnia precyzyjne i bezpieczne działanie terapii.
Biologia syntetyczna i przyszłość terapii
Wykorzystując biologię syntetyczną, badacze zbudowali coś na kształt obwodu elektrycznego, w którym rolę przewodów pełnią fragmenty DNA. „Każdy fragment ma swoje zadanie. Prawidłowo złożone, tworzą system, który działa w przewidywalny sposób” – tłumaczy dr Brian Ingalls, profesor matematyki stosowanej. We wcześniejszych badaniach zespół potwierdził, że system aktywuje się w zamierzonym momencie, programując bakterie do produkcji zielonego białka fluorescencyjnego.
Następnym krokiem jest połączenie genu tolerancji na tlen i systemu kontroli „quorum sensing” w jednej bakterii. Tak przygotowany mikroorganizm zostanie oceniony w badaniach przedklinicznych na guzach nowotworowych. Projekt, prowadzony we współpracy z firmą CREM Co Labs z Toronto, jest przykładem interdyscyplinarnego podejścia do innowacji w leczeniu raka.
Źródło: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/02/260224023101.htm
