برمجة البكتيريا لمحاربة السرطان
إن القدرة على برمجة الخلايا الحية على التصرف بطرق محددة في ظل ظروف معينة تخلق فرصًا جديدة في الطب. ومن الأمثلة على ذلك دراسة حديثة على الفئران برمج فيها الباحثون بكتيريا للمساعدة في مكافحة السرطان.
تنمو بعض الأورام وتنتشر لأن خلاياها ترسل إشارة "لا تأكلني" التي تجعل الجهاز المناعي يتركها وشأنها. تكون الخلايا السرطانية التي لا ترسل الإشارة عرضة للبلاعم والخلايا المناعية الأخرى التي يمكن أن تبتلعها وتهضمها.
الآن ، أظهر علماء من جامعة كولومبيا في مدينة نيويورك أنه من الممكن برمجة البكتيريا لإيقاف إشارة لا تأكلني وتحفيز استجابة مناعية مضادة للورم.
هذا النهج هو مثال على البيولوجيا التركيبية ، وهو مجال ناشئ تعد فيه العلاجات الطبية بأن تكون أكثر فعالية وتحديدًا من العديد من الطرق الجزيئية.
في الآونة الأخيرة طب الطبيعة ورقة ، يصف الباحثون كيف برمجوا البكتيريا واستخدموها لتقليص الأورام وزيادة البقاء على قيد الحياة في نموذج الفأر من سرطان الغدد الليمفاوية.
لقد رأوا أن العلاج لم يقلل فقط من حجم الأورام التي حقنوها ، بل استجاب أيضًا للأورام الثانوية البعيدة أو النقائل.
يقول المؤلف المشارك الكبير تال دانينو ، الأستاذ المساعد في الهندسة الطبية الحيوية بجامعة كولومبيا: "رؤية الأورام غير المعالجة تستجيب جنبًا إلى جنب مع علاج الآفات الأولية كان اكتشافًا غير متوقع".
مثال على التأثير المطلق
يذكر دانينو أن ما شاهدوه كان أول دليل على "التأثير اللامعي" في علاج السرطان باستخدام البكتيريا.
ويضيف: "هذا يعني أننا سنكون قادرين على هندسة البكتيريا لتهيئة الأورام محليًا ، ثم نحفز الجهاز المناعي للبحث عن الأورام والأورام النقيلية الصغيرة جدًا بحيث لا يمكن اكتشافها باستخدام التصوير أو الأساليب الأخرى."
في علاج السرطان ، يتمثل التأثير المطلق في القدرة على إثارة استجابة مضادة للورم تدمر الخلايا السرطانية بعيدًا عن الهدف الأساسي.
الخلايا التي ترسل إشارات لا تأكلني شائعة ليس فقط في الأورام ولكن أيضًا في الأنسجة السليمة. يمثل هذا تحديًا لمطوري العلاجات المناعية التي تستهدف الإشارة.
واجه دانينو وزملاؤه هذا التحدي من خلال برمجة البكتيريا بحيث يطلقون حمولة إسكات الإشارة فقط عندما يشعرون أنهم داخل "البيئة الدقيقة للورم".
بكتريا قولونية بأجسام نانوية مشفرة
كانت الحمولة نفسها على شكل "جسم نانوي مشفر" ، والبكتيريا التي استخدموها كانت "غير مسببة للأمراض الإشريكية القولونية التواء."
في الأورام ، بكتريا قولونية تتكاثر البكتيريا في النوى النخرية ، أو جيوب الخلايا المحتضرة.
قام الفريق ببرمجة البكتيريا لتكون مستشعرة للنصاب ، مما يعني أنهم عندما وصلوا إلى حجم معين من السكان ، ماتوا وأطلقوا حمولتهم من الأجسام النانوية المشفرة.
أوقفت هذه الاستراتيجية البكتيريا من اختراق الأنسجة الأخرى وإسكات إشارات "لا تأكلني" في خلاياها. ومع ذلك ، فقد ترك أيضًا عددًا كافيًا من الخلايا البكتيرية لبدء مجموعة جديدة ، وإقامة دورات متكررة لإيصال الدواء في الورم.
أظهر الفريق بالفعل استراتيجية توصيل الدواء هذه في عمل سابق.
في الدراسة الجديدة ، أظهروا أنه يمكن أيضًا إيقاف تشغيله بشكل انتقائي لا تأكل إشارات الخلايا السرطانية من خلال استهداف CD47 ، وهو البروتين الذي يرسل الإشارة.
فتيلة الخلايا التائية تسلل الورم
يقترح الفريق أن العلاج يعمل لأنه يقوم بأمرين. أولاً ، يؤدي وجود البكتيريا الحية إلى حدوث التهاب موضعي في الورم. هذا يستدعي جهاز المناعة.
الشيء الثاني الذي يفعله العلاج هو تحفيز الخلايا المناعية ، مثل البلاعم ، على ابتلاع الخلايا السرطانية لأنها تغلق CD47 لا تأكلني إشارة. وفي المقابل ، فإن هذه الاستجابة المناعية تهيئ "الخلايا التائية المتسللة إلى الورم" والتي تهاجر بعد ذلك إلى النقائل البعيدة.
يقترح الباحثون أن النتائج هي "إثبات لمفهوم التأثير المطلق الناجم عن العلاج المناعي البكتيري الهندسي" ، واستنتجوا:
"وبالتالي ، يمكن استخدام البكتيريا المهندسة للتوصيل الآمن والمحلي لحمولات العلاج المناعي التي تؤدي إلى مناعة جهازية مضادة للورم."
إنهم يختبرون بالفعل سلامة وفعالية هذه الطريقة مع أنواع أخرى من السرطان لدى الفئران. بعد ذلك ، يأملون في المضي قدمًا في التجارب السريرية على البشر.
