Oamenii de ştiinţă testează o nouă abordare în oncologie Cercetătorii au dezvoltat bacterii care pot creşte în tumori şi pot fi programate să distrugă ţesutul canceros.
Un nou tip de tratament aflat în dezvoltare explorează utilizarea bacteriilor „programate” să consume tumorile solide şi să le distrugă. Strategia se bazează pe proprietăţi naturale ale unor microorganisme care pot creşte în medii fără oxigen, caracteristice anumitor zone din tumori, şi urmăreşte controlul precis al comportamentului acestora pentru a evita efecte nedorite.
O echipă de cercetători coordonată de Universitatea Waterloo, din Canada, dezvoltă o metodă de tratament oncologic care foloseşte bacterii modificate genetic pentru a consuma tumori solide. Abordarea utilizează Clostridium sporogenes, o bacterie prezentă în mod obişnuit în sol, care se dezvoltă exclusiv în absenţa oxigenului.
Miezul tumorilor solide este alcătuit din celule moarte şi nu conţine oxigen, ceea ce creează un mediu favorabil pentru multiplicarea acestui microorganism. Odată ajunse în tumoră sub formă de spori, bacteriile găsesc un mediu bogat în nutrienţi şi lipsit de oxigen, încep să consume aceste resurse şi să se dezvolte, colonizând zona centrală şi contribuind la eliminarea ţesutului tumoral.
O limitare importantă apare la periferia tumorii, unde nivelul de oxigen este mai ridicat. În aceste condiţii, bacteriile nu mai pot supravieţui şi nu reuşesc să distrugă complet tumora. Pentru a depăşi această problemă, cercetătorii au introdus în Clostridium sporogenes o genă provenită de la o bacterie înrudită, care conferă o toleranţă mai mare la oxigen. Această modificare permite bacteriei să supravieţuiască mai mult timp în apropierea marginilor tumorii.
Pentru a controla momentul activării acestei gene şi a preveni dezvoltarea bacteriilor în zone bogate în oxigen, cum este sângele, echipa a utilizat un mecanism pentru detecţia densităţii bacteriene prin semnale chimice. Doar atunci când un număr suficient de bacterii s-a acumulat în tumoră, semnalul devine suficient de puternic pentru a activa gena care conferă rezistenţă la oxigen, evitând activarea prematură a acesteia.
Într-un prim studiu, cercetătorii au demonstrat că Clostridium sporogenes poate fi modificată pentru a tolera oxigenul. Într-un studiu ulterior, echipa a testat sistemul determinând bacteriilor să producă o proteină fluorescentă verde, utilizată ca marker pentru activarea mecanismului. Sistemul a fost construit folosind biologie sintetică, prin combinarea unor secvenţe de ADN care funcţionează împreună similar unui circuit, fiecare componentă având un rol bine definit.
„Folosind biologia sintetică, am construit un sistem similar unui circuit electric, dar în loc de fire am utilizat fragmente de ADN. Fiecare componentă are un rol precis. Atunci când sunt asamblate corect, ele formează un sistem care funcţionează în mod previzibil”, a declarat dr. Brian Ingalls, profesor de matematică aplicată la University of Waterloo, citat într-un comunicat.
Următorul pas este integrarea genei de rezistenţă la oxigen şi a mecanismului de activare controlată într-o singură bacterie, urmată de testarea acesteia pe tumori în studii preclinice.
Proiectul a fost dezvoltat în cadrul University of Waterloo, în colaborare cu Center for Research on Environmental Microbiology (CREM Co Labs) din Toronto, şi implică cercetători din domenii diferite, inclusiv inginerie, matematică şi ştiinţele vieţii.
