癌と戦うための細菌のプログラミング
特定の条件下で特定の方法で動作するように生細胞をプログラムする機能は、医学に新しい機会を生み出しています。研究者が癌と戦うのを助けるためにバクテリアをプログラムした最近のマウス研究はその一例です。
一部の腫瘍は、細胞が「私を食べないでください」という信号を送信し、免疫系がそれらを放っておくために繁殖して広がります。信号を送信しない腫瘍細胞は、マクロファージやその他の免疫細胞を飲み込んで消化する可能性があります。
現在、ニューヨーク市のコロンビア大学の科学者は、バクテリアをプログラムして、「私を食べない」信号をオフにし、抗腫瘍免疫応答を誘発することが可能であることを示しました。
このアプローチは、合成生物学の例であり、医学的治療が多くの分子的方法よりも効果的かつ特異的であることが約束されている新しい分野です。
最近では ネイチャーメディシン 論文では、研究者らは、細菌をプログラムし、それらを使用して腫瘍を縮小し、リンパ腫のマウスモデルの生存率を高める方法について説明しています。
彼らは、治療が彼らが注射した腫瘍を縮小しただけでなく、遠隔の二次腫瘍、または転移も反応したことを見ました。
「未治療の腫瘍が原発巣の治療と並行して反応するのを見るのは予想外の発見でした」と、コロンビア大学の生物医学工学の助教授である共同主執筆者のタル・ダニノは述べています。
アブスコパル効果の例
ダニノは、彼らが目撃したのは、バクテリアを使用する癌治療における「アブスコパル効果」の最初の実証であったと述べています。
「これは、細菌を操作して腫瘍を局所的に刺激し、免疫系を刺激して、イメージングやその他のアプローチでは検出できない小さすぎる腫瘍や転移を探すことができることを意味します」と彼は付け加えています。
癌治療において、アブスコパル効果は、主要な標的から遠く離れた癌細胞を破壊する抗腫瘍反応を誘発する能力です。
信号を送ってくれない細胞は、腫瘍だけでなく健康な組織でもよく見られます。これは、シグナルを標的とする免疫療法の開発者に課題を提示します。
Daninoらは、「腫瘍微小環境」内にいることを感知できる場合にのみ信号サイレンシングペイロードを解放するように細菌をプログラミングすることで、この課題に対処しました。
大腸菌 エンコードされたナノボディ
ペイロード自体は「エンコードされたナノボディ」の形であり、彼らが使用した細菌は「非病原性」でした 大腸菌 緊張。」
腫瘍では、 大腸菌 細菌は壊死したコア、または死にかけている細胞のポケットで増殖します。
チームは、バクテリアがクオラムセンシングになるようにプログラムしました。つまり、特定の集団サイズに達すると、バクテリアは死んで、エンコードされたナノボディのペイロードを解放しました。
この戦略は、バクテリアが他の組織に侵入するのを防ぎ、細胞内の私を食べないという信号を消音します。しかし、それはまた、新しい集団を開始するのに十分な細菌細胞を残し、腫瘍における薬物送達の繰り返しサイクルを設定しました。
チームは以前の研究でそのようなドラッグデリバリー戦略をすでに示していました。
新しい研究では、信号を送信するタンパク質であるCD47をターゲットにすることで、癌細胞の信号を選択的にオフにすることもできることを示しました。
腫瘍浸潤T細胞のプライミング
チームは、2つのことを行うので治療がうまくいくことを示唆しています。第一に、生きたバクテリアの存在は腫瘍に局所的な炎症を引き起こします。これは免疫システムを呼び出します。
治療が行う2番目のことは、マクロファージなどの免疫細胞が腫瘍細胞を摂取するようにトリガーすることです。これは、CD47がオフになり、信号を食べないためです。次に、この免疫応答は「腫瘍浸潤T細胞」を刺激し、それが遠隔転移に移動します。
研究者らは、この発見は「操作された細菌免疫療法によって誘発されたアブスコパル効果の概念実証」であると示唆し、次のように結論付けています。
「したがって、操作された細菌は、全身性の抗腫瘍免疫につながる免疫療法のペイロードの安全で局所的な送達に使用される可能性があります。」
彼らはすでに、マウスの他の種類の癌でこの方法の安全性と有効性をテストしています。その後、彼らは人間の臨床試験に進むことを望んでいます。
