Канадские исследователи из университета Ватерлоо предложили нестандартный подход к борьбе с раком: они используют специально модифицированные бактерии, способные проникать в опухоли и разрушать их изнутри.
В основе метода — особенности микробов, которые активно размножаются в бескислородной среде. Именно такие условия обычно складываются в центре солидных опухолей, что делает их идеальной мишенью для воздействия измененными бактериями.
Ключевой инструмент в этой стратегии — бактерия Clostridium sporogenes, обитающая в почве. Она способна выживать исключительно в условиях полного отсутствия кислорода. Поскольку внутренняя часть солидных опухолей состоит из мертвых клеток и лишена кислорода, она создает идеальные условия для размножения этого микроба.
Однако на пути к успеху возникла проблема: когда бактерии распространяются по опухоли и достигают участков с небольшим содержанием кислорода, они погибают, не успевая полностью уничтожить раковые клетки. Чтобы преодолеть это ограничение, ученые вставили в микробы ген родственной бактерии, более устойчивой к кислороду. Это позволило модифицированным организмам дольше выживать на границах опухоли.
Важный вопрос состоял в том, как контролировать активацию этой устойчивости. Если запустить ее слишком рано, бактерии могут начать размножаться в богатых кислородом средах, например, в кровотоке, а это опасно. Решением стала система естественной бактериальной коммуникации, известная как кворум-сенсинг. Она основана на выделении химических сигналов: чем больше бактерий скапливается в опухоли, тем сильнее становится сигнал. Только при достижении определенной концентрации запускается ген устойчивости к кислороду, то есть механизм выживания активируется тогда, когда это необходимо.
В предыдущих опытах команда подтвердила работоспособность подхода: они запрограммировали бактерии на выработку зеленого флуоресцентного белка и убедились, что система включается в нужный момент.
С помощью синтетической биологии мы создали нечто вроде электрической цепи, но вместо проводов использовали фрагменты ДНК. У каждого фрагмента своя функция. При правильной сборке они образуют систему, которая работает предсказуемым образом
Следующий этап — объединить ген устойчивости к кислороду и систему кворум-сенсинга в одной бактерии и протестировать получившийся штамм на опухолях в ходе доклинических испытаний.
Ранее Наука Mail рассказывала, что обнаружен связанный с повышенным риском рака кишечника вирус.
