Bakterie przeciw rakowi

Bakterie przeciw rakowi

Kirill Stasevich,
biolog
"Nauka i życie" №9, 2016

Zaskakujące, że pomysł leczenia raka przy pomocy bakterii pojawił się dawno temu, 200 lat temu. Pierwsze systematyczne badanie przeciwnowotworowego działania bakterii zostało przeprowadzone przez amerykańskiego onkologa, chirurga Williama Coleya w latach 90. XIX wieku. Zauważając, że przeniesiona infekcja bakteryjna poprawia stan pacjentów z rakiem, zaczął specjalnie wprowadzać bakterie paciorkowców do pacjentów. Bakterie były żywe i chociaż poczyniono postępy w walce z rakiem, pacjenci zmarli z powodu samych zarazków. Następnie Kohl zaczął zabijać mikroorganizmy przez podgrzewanie przed podaniem pacjentom i osiągnął znaczny sukces: wielu z jego pacjentów, którzy byli w końcowej fazie choroby, wyzdrowiało i żyło przez wiele lat. Efekt był w przypadku, gdy bakterie zostały wstrzyknięte bezpośrednio do guza, a gdy zostały wstrzyknięte prosto do krwi.

Bakterie, żywe lub martwe, nieuchronnie przyciągają uwagę układu odpornościowego. Ale, jak wiadomo, odporność "poluje" nie tylko na infekcje, jej zadaniem jest także śledzenie złośliwych komórek. Oczywiście, w przypadku anty-nowotworowej "szczepionki" Williama Coleya, układ odpornościowy, który został pobudzony przez mikroby, również zniszczył guz.Z czasem zapomniano o bakterii – na czoło wysuwały się radio i chemioterapia, a chirurdzy nauczyli się dokładniej usuwać nowotwory. Ale pod koniec XX w. Kolya ponownie został przypomniany i okazało się, że skuteczność jego "szczepionki" była prawie taka sama jak w wielu współczesnych schematach leczenia przeciwnowotworowego. Badania zostały wznowione.

Nie wszystkie bakterie były odpowiednie do leczenia raka. Gdy pacjentom wstrzyknięto dożylnie osłabioną Salmonellę, nie mieli prawie żadnego wpływu na nowotwór. Ale kiedy bakterie glebowe zostały użyte jako atak bakterii Clostridium novyi, była nadzieja na sukces. Clostridia są beztlenowe, to znaczy wolą żyć tam, gdzie nie ma tlenu lub jest bardzo mało. To właśnie powoduje, że szukają guza w ciele: w końcu poziom tlenu w guzie nowotworowym jest bardzo niski. (I to jest niskie ze względu na fakt, że nowotwory muszą chodzić bez naczyń krwionośnych, chociaż na pewnym etapie rozwoju wciąż kiełkują.)

Żywe clostridia zabijają guz, prawdopodobnie za pomocą ich enzymów, a następnie wykorzystują pozostałości komórek rakowych jako źródło składników odżywczych.Ponadto aktywują układ odpornościowy, który wraz z komórkami bakteryjnymi zaczyna niszczyć komórki nowotworowe. W eksperymentach naukowców z Johns Hopkins University (USA) bakterie zostały osłabione przez ogrzewanie przed podaniem, a ponieważ bakterie były żywe, zachowały zdolność działania na komórkach nowotworowych za pomocą swoich enzymów. W rezultacie z szesnastu eksperymentalnych psów z pięcioma guzami przestał rosnąć, u sześciu zmniejszył się lub całkowicie zanikł.

Wiadomo, że bakterie bardzo tolerują ingerencję w ich genom: mogą być dostarczane z jednym, dwoma lub nawet kilkoma genami z jakiegoś innego organizmu, a komórka bakteryjna nie tylko przetrwa, ale także umożliwi nowe geny do działania w nich samych. Obecnie genetyczna modyfikacja bakterii stała się procedurą rutynową: na przykład, diabetycy stosowali insulinę syntetyzowaną przez E. coli z ludzkiego genu przez ponad kilkanaście lat. Oczywiście, w przypadku bakterii przeciwnowotworowych, naukowcy nie mogli nie wpaść na pomysł, aby w jakiś sposób je wzmocnić. Jakiś czas temu pracownicy uniwersytetów w Maastricht (Holandia) i Nottingham (Wielka Brytania) zmodyfikowali bakterię Clostridium sporogenes, zapewniając mu enzym, który aktywuje lek przeciwnowotworowy, który musiał być podawany obok bakterii. Beztlenowe clostridia, nagromadzone w guzie, wyizolowały enzym, który przekształcił cząsteczkę – prekursor leku – w sam lek. W rzeczywistości jest to forma chemioterapii, która ogranicza się tylko do samego guza: poza jego granicami lek pozostaje nieaktywny (ponieważ nie ma żadnych bakterii) i nie uszkadza zdrowych tkanek.

Naukowcy z University of California w San Diego, wraz z kolegami z Massachusetts Institute of Technology (USA), poszli jeszcze dalej. W ostatnim artykule w Natura opisują Salmonella entericazmodyfikowano na trzy różne sposoby: jeden gatunek zsyntetyzował toksynę zwaną hemolizyną E, tworząc dziury w błonach komórek nowotworowych; druga to specjalne białko, które aktywuje układ odpornościowy; wreszcie, trzeci rodzaj salmonelli wytworzył konkretną cząsteczkę, która uruchamia program autodestrukcji w komórkach rakowych. Syntezę wszystkich trzech rodzajów "broni" włączono za pomocą cząsteczki sygnałowej, która została ponownie stworzona przez same bakterie. Cząsteczka sygnałowa, ponadtomoże pozostawić komórki bakteryjne na zewnątrz i przekazywać sygnały do ​​innych bakterii – w ten sposób można osiągnąć zsynchronizowane działanie całej kolonii. Ale kiedy sygnał chemiczny stał się zbyt duży, on również rozpoczął syntezę białka wirusowego (którego gen ponownie został wprowadzony do Salmonelli wcześniej), a to białko zniszczyło bakterie. Wszystkie nagromadzone substancje przeciwnowotworowe znajdowały się w środowisku, a zamiast dużej kolonii komórek bakterii pozostała garstka ocalałych, którzy jednak wkrótce stworzyli całą kolonię ponownie. Okresowe zabijanie bakterii było wymagane nie tylko w celu uwolnienia cząsteczek leku z nich – jeśli mikroby mogą rosnąć powyżej pewnego poziomu, zaszkodzą one już zdrowym komórkom, zarówno sobie, jak i za pomocą tych substancji przeciwrakowych, które zsyntetyzowali.

Wszystkie trzy typy zmodyfikowanej Salmonelli dobrze działały na hodowlę komórek raka szyjki macicy, ale gdy dochodziło do eksperymentu ze zwierzętami, okazało się, że bakterie dają najlepszy efekt, gdy są stosowane ze zwykłym środkiem chemioterapeutycznym, 5-fluorouracylem, który hamuje podział komórek nowotworowych.Myszy z guzem okrężnicy i przerzuty do wątroby żyły dłużej, gdy otrzymywały one bakterie przeciwnowotworowe z 5-fluorouracylem, niż gdyby podawano je same, albo bakterii, albo leku. Autorzy podkreślają, że guz nie zniknął całkowicie, ale to tylko pokazuje, że nie wszystkie możliwości tego podejścia są w pełni wdrożone: mikroby mogą być wyposażone w silniejszą broń, a jeśli uznamy, że Salmonella została poddana dość prostym modyfikacjom, to metoda jest zdecydowanie tam, gdzie rosnąć.

To prawda, że ​​znowu pojawia się kwestia dostarczenia adresu. Ponieważ powyższe eksperymenty przeprowadzono z guzami jelitowymi i wątrobowymi, preparat bakteryjny można podawać doustnie zwierzętom, to znaczy przez usta: zmodyfikowane mikroby bez dodatkowych wysiłków ze strony eksperymentatorów zgromadzonych w jelicie i wątrobie. Ale jeśli chcemy wysłać bakterie do jakiegoś innego organu, będziemy musieli albo wprowadzić je za pomocą bezpośredniego wstrzyknięcia, albo dowiedzieć się, jak zmusić mikroby same do siebie. Mówiliśmy już o jednym rozwiązaniu: o bakteriach beztlenowych, które mogą żyć i pracować tylko w warunkach niskiego stężenia tlenu, a nowotwór zapewni im właśnie takie warunki.Być może specyficzność drobnoustrojów można zwiększyć, zapewniając im rodzaj anteny molekularnej, która doprowadzi ich do guza.

Listeria monocytogenes. Zdjęcie: Dr. Gary D. Gaugler / East News

Jest jeszcze jedna możliwość – zwierzyć się odporności; To właśnie zrobili naukowcy z Albert Einstein College of Medicine (USA). W artykule, który pojawił się w czasopiśmie PNAS w 2013 r. rozmawiali o radioaktywnych bakteriach Listeria monocytogenesktórzy zostali wysłani do walki z rakiem trzustki. Izotopy renu przymocowane na powierzchni komórek bakterii służyły jako broń. Sama Listeria jest dość niebezpieczna, ale raz w ciele chorego zwierzęcia gromadziła się tylko w guzie. Faktem jest, że w strefie nowotworów złośliwych układ odpornościowy zwykle nie działa dobrze, a zatem bakterie, które są również specyficznie osłabione przed wprowadzeniem do organizmu, mogą tam tylko osiedlić się – poza guzem, zostaną zniszczone przez odporność. W przypadku Listerii miało to miejsce: celem była radioterapia, a liczba przerzutów u zwierząt zmniejszyła się o 90% (przypominam, że rak trzustki jest uważany za jeden z najbardziej agresywnych z powodu niezwykle wysokiej skłonności do przerzutów).Z drugiej strony, przeciw pierwotnemu guzowi, który w rzeczywistości wysyła przerzuty, bakterie radiowe były z jakiegoś powodu bezsilne. Jak sprawić, by bakterie wykryły absolutnie wszystkie ogniska choroby? Jest to kolejny problem opracowanych metod mikrobiologicznych terapii przeciwnowotworowej, które, miejmy nadzieję, będą mogły zostać wkrótce rozwiązane.

Na koniec zauważamy, że nie tylko bakterie mogą służyć jako biologiczna broń przeciwko rakowi. Zatem pracownicy Zakładu Mikrobiologii i Wirusologii Uniwersytecie Przyjaźni rosyjskich Ludowego, kierowany przez profesora Michaela Dalin zbadać właściwości anty-rakotwórczych z świdrowców. – jednokomórkowe organizmy, które zakażają zwierząt i ludzi, powodując śpiączkę, chorobę Chagasa, itp Poprzednio wykazano, że Trypanosoma cruzi zmniejsza prawdopodobieństwo zachorowania na raka jelita grubego u szczurów i myszy. Wśród innych właściwości anty-nowotworowych świdrowców obserwowane były przez naukowców z University of Colima (Meksyk), który wraz z kolegami z University Co Przyjaźń sponsorowanych artykułów Ludowych Biuletyn biologii eksperymentalnej i medycynyopublikowane w 2015 r. i poświęcone wpływowi trypanosomów na nowotwory limfatyczne.Eksperymenty przeprowadzono z myszami cierpiącymi na jeden z rodzajów chłoniaka z limfocytów T (to znaczy, gdy nowotwór powstaje w tkance limfatycznej z komórek progenitorowych limfocytów T). Okazało się, że jeśli takie zwierzęta wprowadzą fragmenty komórek trypanosomu, guz nie tylko przestanie rosnąć, ale także zacznie zmniejszać rozmiar. Ten sam efekt występuje, gdy żyjące trypanosomy kontaktują się z komórkami nowotworowymi, jednak nadal bezpieczniej jest wstrzykiwać zniszczone pasożyty jednokomórkowe.

W innym artykule, opublikowanym w 2014 r. W czasopiśmie "Cytologia", nie chodzi o bakterie, a nie o najprostszy, ale o grzyby Trichoderma asperellum z rodziny hypocreae. Jednak w tym przypadku myszom z guzem wstrzykiwano nie same grzyby, ale płyn hodowlany, w którym grzyby uwolniły niektóre z ich substancji podczas wzrostu. Reseda Tukhbatova i jej koledzy z Uniwersytetu Kazańskiego piszą, że guz jest niszczony przez działanie płynu hodowlanego; Substancją czynną jest prawdopodobnie L-lizyno-α-oksydaza, która znana jest z właściwości przeciwnowotworowych i które grzyby z rodzaju Trichoderma aktywnie syntezować.Należy dodać, że naukowcy pracowali z czerniakiem, który jest również uważany za jeden z najbardziej agresywnych rodzajów raka, aktywnie wysyłający przerzuty do innych narządów i tkanek. Teraz jest coraz więcej doniesień, że pewne substancje zawarte w grzybach mogą zabijać złośliwe komórki; i jest możliwe, że grzyby pomogą nam całkowicie pozbyć się raka, ale przynajmniej uczynią tę chorobę mniej niebezpieczną.


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: