Marine bakterier viser stærke terapeutiske effekter mod tyktarmskræft

Marine bakterier viser stærke terapeutiske effekter mod tyktarmskræft

Oversigt

Et forskerhold ledet af professor Eijiro Miyako fra Graduate School of Advanced Science and Technology ved Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) opdagede den marine bakteriePhotobacterium angustumviser bemærkelsesværdig terapeutisk effektivitet mod tyktarmskræft.

Det fandt forskerne ud af ved at screene flere marine bakteriestammerP. angustumI sin naturlige, umanipulerede form akkumuleres det selektivt i tumorvæv og inducerer både direkte tumorlyse og stærk immunaktivering. Indgivet intravenøst ​​i musemodellerP. angustumpåvist høj tumortropisme med minimal kolonisering af vitale organer undtagen leveren, uden observeret hæmatologiske abnormiteter eller histologisk toksicitet.

Bortset fra det,P. angustumBehandlingen fremmede intratumoral infiltration af immunceller, herunder T-celler, B-celler og neutrofiler, og øgede produktionen af ​​inflammatoriske cytokiner såsom tumornekrosefaktor-α (TNF-α) og interferon-γ (IFN-γ). Bakterien demonstrerede også iboende onkolytisk aktivitet gennem naturlig eksotoksinproduktion og ødelagde direkte kræftceller. Disse kombinerede mekanismer forlængede signifikant overlevelsen af ​​de behandlede mus og opnåede fuldstændig remission i nogle tilfælde.

Denne forskning repræsenterer et kritisk skridt fremad mod at udvikle sikrere, mere biokompatible cancerimmunterapier, der ikke er afhængige af genetisk modificerede organismer (GMO'er).

Undersøgelsen er blevet godkendt til offentliggørelse iJournal of Cancer Immunotherapy,et førende internationalt tidsskrift inden for cancerimmunterapi.

baggrund

Kræft er fortsat en af ​​de største dødsårsager på verdensplan. Mens revolutionære immunterapier såsom immuncheckpoint-hæmmere og CAR-T-celleterapi er blevet udviklet, står de over for udfordringer såsom høje omkostninger, immunrelaterede bivirkninger, begrænset effekt i solide tumorer og immunsuppressive mekanismer i tumormikromiljøet.

Bakteriel cancerterapi er blevet undersøgt i over et århundrede, og nyere undersøgelser har vist, at visse bakteriearter selektivt kan kolonisere og formere sig i det hypoxiske og immunsuppressive tumormiljø. Men den meste forskning til dato har fokuseret på genetiske modifikationerEscherichia coliellerSalmonella typhimuriumStammer, der giver anledning til bekymring om biosikkerhed, komplekse fremstillingsprocesser og strenge lovkrav.

Denne undersøgelse fokuserede på naturligt forekommende, ikke-genetisk modificerede marine bakterier for at undersøge deres potentiale for kræftbehandling.

Forskningsresultater

1. Screening af marine bakterier

Forskerholdet evaluerede antitumoraktiviteten af ​​flere marine bakteriestammer, herunderP. angustum,P. phosphoreum,P. aquimaris,A. logeiOgP.indikumi tyktarmskræft musemodeller. KunP. angustumviste signifikante antitumoreffekter og forlænget overlevelse. Andre bakteriestammer forårsagede død inden for to dage efter administration på grund af deres høje toksicitet.

2. Fremragende sikkerhedsprofil

Mus behandlet medP. angustumviste intet vægttab eller hæmatologiske abnormiteter. En fuldstændig blodtælling, biokemisk analyse og histologisk undersøgelse viste ingen tegn på toksicitet. Stigningen i inflammatoriske cytokiner var signifikant lavere sammenlignet med toksiske stammer, og bakterierne blev fjernet fra vitale organer (undtagen leveren) inden for 24 timer.

3. Høj tumorselektivitet

Indgives intravenøstP. angustumselektivt akkumuleret i tumorvæv med rigelig kolonidannelse. I modsætning hertil blev minimal kolonisering observeret i sunde organer såsom hjerte, lunger, nyrer og milt.

4. Dobbelte antitumormekanismer

Antitumoreffekten afP. angustummedieres af to mekanismer:

• Direkte Tumorlyse: Natürliche Exotoxine (einschließlich Hämolysine), die vom Bakterium produziert werden, zerstören Krebszellen direkt
• Aktivierung des Immunsystems: Fördert die intratumorale Infiltration von T-Zellen, B-Zellen und Neutrophilen und steigert die Produktion von entzündlichen Zytokinen wie TNF-α und IFN-γ

5. Langvarig immunhukommelse

Da tumorfrie mus blev behandlet igen med cancerceller 120 dage efter den første behandling, afviste alle mus fuldstændig sekundær tumorvækst. Dette viser detP. angustumBehandlingen inducerer en stærk og varig immunologisk antitumorhukommelse.

6. Bred anvendelighed

P. angustumpåvist signifikante antitumoreffekter ikke kun i inflammationsrelaterede kolorektal cancermodeller, men også i lægemiddelresistente triple-negative brystkræftmodeller (TNBC). Dette tyder på potentiel anvendelse ud over kolorektal cancer.

Fremtidsudsigter

Denne undersøgelse viser, at naturligt forekommende, umanipulerede bakterier kan fungere som sikre og effektive kræftimmunterapeutika. Fremtidig forskning vil fokusere på validering af forskellige kræfttyper, vurdering af kombinationseffekter med immun checkpoint inhibitorer og detaljeret analyse af langtids immunhukommelse.

Yderligere belysning af de underliggende molekylære mekanismerP. angustumTumor-selektiv kolonisering og immunaktivering vil lette udviklingen af ​​mere effektive terapeutiske tilgange.

Disse resultater repræsenterer et nyt terapeutisk paradigme af biokompatibel bakteriel terapi, der ikke er afhængig af GMO'er og tilbyder potentiale for fremtidig klinisk oversættelse.

Kilder: