Módní novinka - neviditelný plášť pro bakterie

19.4.2022 |

Žádná kouzla a čáry, ale poctivá věda. Týmu inženýrů z Columbia University School of Engineering and Applied Science se povedlo genetickými modifikacemi přeprogramovat tzv. terapeutické bakterie, které by se mohly využívat k léčbě rakoviny. Umožňují totiž efektivní cílení léčiv do nádorů a jejich programovatelné uvolňování.

Byť se na první pohled jedná o slibnou alternativu chemoterapie a dalších tradičních postupů léčby, její zavedení naráží na několik překážek, především na rizika spojená s využitím živých bakterií. Ty se v těle mohou dále množit, spouštět imunitní odpověď a vést k silné zánětlivé reakci, pomocí níž se je tělo snaží eliminovat. Snížením počtu bakterií se však sníží také jejich terapeutický účinek. Vědci se tedy pokusili vyvinout ideální bakterii, která by se úspěšně vyhýbala imunitnímu systému člověka, efektivně doručila léčivo na místo určení a z něj se dále nešířila.

Imunitní systém rozpoznává nežádoucí buňky prostřednictvím složení a struktury jejich povrchu. U bakterií se jedná například o různé povrchové polysacharidy, které tvoří tzv. kapsulu známou jako CAP (z angl. Capsular Polysaccharides). Ta slouží jako bariéra chránící bakterie před různým nebezpečím, včetně útoku imunitního systému. A právě na kapsulu se zaměřil kolumbijský tým vědců.

Jako nositele léčiva si vybrali kmen bakterie Escherichia coli, který se běžně používá jako probiotikum. Pomocí genetických modifikací se jim podařilo do DNA bakterie vložit “spínač”, který po obdržení specifického signálu umožňuje zapnout/vypnout produkci kapsuly. Systém byl zatím úspěšně použit pro zmenšení nádoru prsu a kolorektálního karcinomu myší. Bakterie byly injekčně dopraveny do nádorů, kde si po obdržení signálu ze stravy myší ”navlékly neviditelný plášť”, tedy začaly produkovat kapsulu. Po nějaké době přestali vědci přidávat do stravy signální molekulu. Bakterie tedy kapsulu ztratily a byly rozpoznány imunitním systémem, který je zlikvidoval.

Takovéto úspěšné dopravení léčiva do nádoru se současným potlačením toxicity E. coli prokázalo, že koncept funguje. Nicméně na zavedení této léčby do klinické praxe budeme muset ještě nějakou dobu počkat. Lidé jsou totiž oproti myším 250x citlivější na působení bakteriálních toxinů. Dobrou zprávou však je, že se takto otevírá další pole výzkumu. Jen u výše zmíněné E. coli známe více než 80 různých druhů kapsulárních polysacharidů. Vědci se tedy mohou dále zaměřit na modifikace dalších povrchových struktur a jiné bakterie. Kromě samotných struktur je možné měnit také signál, který úpravu povrchu spouští. Nabízejí se např. různé biosenzory, které by v budoucnu mohly autonomně ovládat povrchové vlastnosti terapeutických bakterií a dynamicky měnit jejich účinnost. V každém případě se máme na co těšit.

Zdroj:
https://www.sciencedaily.com/releases/2022/03/220317120348.htm