Bakterie morskie wykazują silne działanie terapeutyczne w walce z rakiem jelita grubego

Bakterie morskie wykazują silne działanie terapeutyczne w walce z rakiem jelita grubego

Streszczenie

Zespół badawczy kierowany przez profesora Eijiro Miyako z Graduate School of Advanced Science and Technology w Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) odkrył bakterię morskąFotobakteria wąglikawykazuje niezwykłą skuteczność terapeutyczną w walce z rakiem jelita grubego.

Naukowcy odkryli to, badając kilka morskich szczepów bakteriiP. angustumW swojej naturalnej, niezmanipulowanej formie selektywnie gromadzi się w tkance nowotworowej i indukuje zarówno bezpośrednią lizę guza, jak i silną aktywację immunologiczną. Podawany dożylnie w modelach mysichP. angustumwykazali wysoki tropizm nowotworowy przy minimalnej kolonizacji ważnych narządów z wyjątkiem wątroby, bez zaobserwowania nieprawidłowości hematologicznych ani toksyczności histologicznej.

Poza tym,P. angustumTerapia sprzyjała naciekowi wewnątrznowotworowemu komórek odpornościowych, w tym limfocytom T, limfocytom B i neutrofilom, oraz zwiększała wytwarzanie cytokin zapalnych, takich jak czynnik martwicy nowotworu α (TNF-α) i interferon γ (IFN-γ). Bakteria wykazała także wewnętrzną aktywność onkolityczną poprzez naturalną produkcję egzotoksyn i bezpośrednio niszczyła komórki nowotworowe. Te połączone mechanizmy znacząco przedłużyły przeżycie leczonych myszy, osiągając w niektórych przypadkach całkowitą remisję.

Badania te stanowią krytyczny krok w kierunku opracowania bezpieczniejszych, bardziej biokompatybilnych immunoterapii nowotworów, które nie opierają się na organizmach zmodyfikowanych genetycznie (GMO).

Badanie zostało przyjęte do publikacji wJournal of Cancer Immunotherapy,wiodące międzynarodowe czasopismo z zakresu immunoterapii nowotworów.

tło

Rak pozostaje jedną z głównych przyczyn zgonów na całym świecie. Chociaż opracowano rewolucyjne immunoterapie, takie jak inhibitory punktów kontrolnych układu odpornościowego i terapia komórkami CAR-T, stoją one przed wyzwaniami, takimi jak wysoki koszt, działania niepożądane o podłożu immunologicznym, ograniczona skuteczność w przypadku guzów litych oraz mechanizmy immunosupresyjne w mikrośrodowisku guza.

Bakteryjne leczenie raka jest badane od ponad stu lat, a ostatnie badania wykazały, że niektóre gatunki bakterii mogą selektywnie kolonizować i proliferować w niedotlenionym i immunosupresyjnym środowisku nowotworu. Jednak większość dotychczasowych badań skupiała się na modyfikacjach genetycznychEscherichia coliLubSalmonella typhimuriumSzczepy budzące obawy dotyczące bezpieczeństwa biologicznego, złożonych procesów produkcyjnych i rygorystycznych wymogów regulacyjnych.

W badaniu skupiono się na naturalnie występujących, niezmodyfikowanych genetycznie bakteriach morskich, aby zbadać ich potencjał w leczeniu raka.

Wyniki badań

1. Badania przesiewowe bakterii morskich

Zespół badawczy ocenił działanie przeciwnowotworowe kilku szczepów bakterii morskich, m.inP. angustum,P. fosfor,P. aquimaris,A. logeiIP.indicumw mysich modelach raka okrężnicy. TylkoP. angustumwykazały znaczące działanie przeciwnowotworowe i przedłużone przeżycie. Inne szczepy bakterii spowodowały śmierć w ciągu dwóch dni od podania ze względu na ich wysoką toksyczność.

2. Doskonały profil bezpieczeństwa

Myszy leczoneP. angustumnie wykazały utraty masy ciała ani nieprawidłowości hematologicznych. Pełna morfologia krwi, analiza biochemiczna i badanie histologiczne nie wykazały żadnych oznak toksyczności. Wzrost cytokin zapalnych był znacznie niższy w porównaniu ze szczepami toksycznymi, a bakterie zostały usunięte z ważnych narządów (z wyjątkiem wątroby) w ciągu 24 godzin.

3. Wysoka selektywność nowotworowa

Podawany dożylnieP. angustumselektywnie gromadził się w tkankach nowotworowych, tworząc obfite kolonie. Natomiast minimalną kolonizację zaobserwowano w zdrowych narządach, takich jak serce, płuca, nerki i śledziona.

4. Podwójne mechanizmy przeciwnowotworowe

Działanie przeciwnowotworoweP. angustumdziałają za pośrednictwem dwóch mechanizmów:

• 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. Długotrwała pamięć immunologiczna

Kiedy myszom wolnym od nowotworu ponownie podano komórki nowotworowe 120 dni po pierwszym leczeniu, wszystkie myszy całkowicie odrzuciły wtórny wzrost guza. To pokazujeP. angustumTerapia wywołuje silną i trwałą immunologiczną pamięć przeciwnowotworową.

6. Szerokie zastosowanie

P. angustumwykazali znaczące działanie przeciwnowotworowe nie tylko w modelach raka jelita grubego związanego ze stanem zapalnym, ale także w modelach potrójnie ujemnego raka piersi opornego na leki (TNBC). Sugeruje to potencjalne zastosowanie poza rakiem jelita grubego.

Perspektywy na przyszłość

Badanie to pokazuje, że naturalnie występujące, niemanipulowane bakterie mogą działać jako bezpieczne i skuteczne immunoterapeutyki nowotworowe. Przyszłe badania będą skupiać się na walidacji różnych typów nowotworów, ocenie efektów skojarzonych z inhibitorami punktów kontrolnych układu odpornościowego oraz szczegółowej analizie długoterminowej pamięci immunologicznej.

Dalsze wyjaśnienie podstawowych mechanizmów molekularnychP. angustumKolonizacja selektywna wobec nowotworu i aktywacja układu odpornościowego ułatwią opracowanie skuteczniejszych podejść terapeutycznych.

Wyniki te reprezentują nowy paradygmat terapeutyczny biokompatybilnej terapii bakteryjnej, która nie zależy od GMO i oferuje potencjał do przyszłego zastosowania klinicznego.

Źródła: