Нил Форбс из Массачусетского университета в Амхерсте получил четырехлетний грант в размере более 1 миллиона долларов от Национального института здравоохранения на исследования, убивающие раковые опухоли с помощью бактерий сальмонеллы. Forbes превращает бактерии в крошечных роботов-терминаторов, которые используют свои собственные жгутики, чтобы проникнуть глубоко в опухоли, недоступные обычной химиотерапии. Оказавшись на месте, бактерии производят лекарства, которые заставляют раковые клетки убивать себя.
«Когда мы вводим бактерии сальмонеллы в ту часть опухоли, где мы хотим, чтобы они были, мы запрограммировали их, чтобы они стали обезьянами», – говорит Форбс. «У нас есть бактерии, выпускающие лекарство, которое запускает рецептор в раковых клетках, называемый« рецептор смерти », который заставляет раковые клетки убивать себя. Мы уже сделали это в лаборатории. Мы успешно проделали это на мышах со злокачественными опухолями, и это значительно повысило их выживаемость.”
Обычно все мыши с опухолями умирают в течение 30 дней. После получения этой бактериальной системы и дозы радиации все мыши в лабораторных тестах Forbes выжили более 30 дней, что потенциально может превратиться в многие месяцы или годы у людей.
«Это похоже на научную фантастику, не так ли??- говорит Forbes, доцент кафедры химического машиностроения. «Но сальмонеллы – это маленькие роботы, которые могут плавать где угодно. У них есть пропеллеры в виде жгутиков, есть датчики, сообщающие им, куда они направляются, и они также являются небольшими химическими заводами. Что мы делаем, как инженеры, так это контролируем, куда они направляются, какие химические вещества мы хотим, чтобы они производили, и когда они это делают.”
Использование бактерий для атаки на раковые опухоли уже несколько десятилетий имеет лишь умеренный успех. Но работа Forbes с Salmonella представляет собой радикальное усовершенствование, называемое «таргетированной внутриопухолевой терапевтической доставкой», при которой бактерии попадают в те части опухоли, которые в настоящее время недоступны для традиционных методов лечения. Это может привести к индивидуализированным дозам химиотерапии для больных раком человека, сделать терапию более конкретной и эффективной, дать людям меньшие дозы химикатов во время лечения и снизить смертность пациентов.
Основная проблема, которую решает Forbes, заключается в том, что в некоторые области любой раковой опухоли невозможно добраться с помощью современных химиотерапевтических препаратов. Доступ лекарств к ткани любой опухоли ограничен распределением ее кровеносных сосудов. Ткани, расположенные дальше всего от окружающих кровеносных сосудов, являются наиболее труднодоступными для лекарств, потому что сосуды действуют как их химические пути в опухоль. Каждая опухоль имеет различное распределение кровеносных сосудов в зависимости от природы опухоли и генетического состава пациента.
«Думайте о регионе между кровеносными сосудами как о губке», – объясняет Форбс. «Частицы терапевтического препарата имеют тенденцию накапливаться вокруг внешних частей губки, ближайших к кровеносным сосудам, и не проникают внутрь.”
Вот тут и появляется маловероятный герой, бактерия сальмонеллы. В отличие от лекарств (которые не являются живыми), сальмонелла может черпать энергию из окружающей среды и может «плавать» где угодно. У них есть собственные подвесные моторы, называемые жгутиками, и они могут путешествовать, где хотят, в опухоли, независимо от кровеносных сосудов. Концепция Forbes состоит в том, чтобы использовать специальные сальмонеллы, обезвреживающие их токсичность, и исправить их с помощью лекарств, чтобы они могли заплыть в эти труднодоступные области опухоли и убить там раковые клетки.
«Насколько я могу судить, бактерии – единственная терапия, которая может проникать глубоко в ткани, далеко за пределы кровеносных сосудов», – говорит Forbes.
Бактерии естественным образом ищут мертвые ткани для еды, используя датчики, которые обнаруживают химические вещества, такие как рибоза, выделяемые умирающими клетками. Но Forbes не хочет, чтобы его роботы-сальмонеллы попадали в мертвые раковые клетки, уже уничтоженные химиотерапией. Он хочет, чтобы они проникали в медленно растущие, но живые раковые клетки, которых не может коснуться текущая терапия. Поэтому его решение – удалить датчик рибозы из сальмонеллы.
«Вырубая рецептор рибозы, мы можем уберечь бактерии от мертвых клеток, где они нам не нужны, но заставить их перемещаться в медленно растущие клетки, расположенные в труднодоступных тканях, вдали от кровеносных сосудов. ; регионы, в настоящее время недоступные для нашего терапевтического лечения », – говорит Форбс.
Источник: Массачусетский университет в Амхерсте