Morske bakterije kažejo močne terapevtske učinke proti raku debelega črevesa

Morske bakterije kažejo močne terapevtske učinke proti raku debelega črevesa

Povzetek

Raziskovalna skupina pod vodstvom profesorja Eijira Miyaka z Visoke šole za napredno znanost in tehnologijo na Japonskem naprednem inštitutu za znanost in tehnologijo (JAIST) je odkrila morsko bakterijoPhotobacterium angustumkaže izjemno terapevtsko učinkovitost proti raku debelega črevesa.

Raziskovalci so to ugotovili s presejanjem več sevov morskih bakterijP. angustumV svoji naravni, nemanipulirani obliki se selektivno kopiči v tumorskem tkivu in inducira neposredno lizo tumorja in močno imunsko aktivacijo. Aplicirano intravensko na mišjih modelihP. angustumdokazal visoko tumorsko tropnost z minimalno kolonizacijo vitalnih organov razen jeter, brez opaženih hematoloških nenormalnosti ali histološke toksičnosti.

Poleg tega,P. angustumTerapija je spodbudila intratumorsko infiltracijo imunskih celic, vključno s celicami T, celicami B in nevtrofilci, ter povečala proizvodnjo vnetnih citokinov, kot sta faktor tumorske nekroze-α (TNF-α) in interferon-γ (IFN-γ). Bakterija je pokazala tudi intrinzično onkolitično aktivnost z naravno proizvodnjo eksotoksinov in neposredno uničenje rakavih celic. Ti kombinirani mehanizmi so znatno podaljšali preživetje zdravljenih miši in v nekaterih primerih dosegli popolno remisijo.

Ta raziskava predstavlja ključni korak naprej k razvoju varnejših, bolj biokompatibilnih imunoterapij proti raku, ki ne temeljijo na gensko spremenjenih organizmih (GSO).

Študija je bila sprejeta v objavo vJournal of Cancer Imunotherapy,vodilna mednarodna revija na področju imunoterapije raka.

ozadje

Rak ostaja eden vodilnih vzrokov smrti po vsem svetu. Medtem ko so bile razvite revolucionarne imunoterapije, kot so zaviralci imunskih kontrolnih točk in celična terapija CAR-T, se soočajo z izzivi, kot so visoki stroški, imunsko povezani neželeni dogodki, omejena učinkovitost pri solidnih tumorjih in imunosupresivni mehanizmi znotraj tumorskega mikrookolja.

Zdravljenje bakterijskega raka preučujejo že več kot stoletje in nedavne študije so pokazale, da lahko nekatere bakterijske vrste selektivno kolonizirajo in razmnožujejo v okolju hipoksičnega in imunosupresivnega tumorja. Vendar se je večina dosedanjih raziskav osredotočala na genske spremembeEscherichia coliozSalmonella tifimuriumSevi, ki vzbujajo pomisleke glede biološke varnosti, zapletenih proizvodnih procesov in strogih regulativnih zahtev.

Ta študija se je osredotočila na naravno prisotne, gensko nespremenjene morske bakterije, da bi raziskala njihov potencial za zdravljenje raka.

Rezultati raziskav

1. Pregled morskih bakterij

Raziskovalna skupina je ocenila protitumorsko delovanje več sevov morskih bakterij, vključno zP. angustum,P. phosphoreum,P. aquimaris,A. logeiinP.indicumpri mišjih modelih raka debelega črevesa. SamoP. angustumpokazala pomembne protitumorske učinke in podaljšano preživetje. Drugi sevi bakterij so zaradi svoje visoke toksičnosti povzročili smrt v dveh dneh po uporabi.

2. Odličen varnostni profil

Miši, zdravljene zP. angustumniso pokazale izgube teže ali hematoloških nepravilnosti. Popolna krvna slika, biokemična analiza in histološki pregled niso pokazali znakov toksičnosti. Povečanje vnetnih citokinov je bilo znatno manjše v primerjavi s toksičnimi sevi in ​​bakterije so bile očiščene iz vitalnih organov (razen jeter) v 24 urah.

3. Visoka tumorska selektivnost

Aplicirano intravenskoP. angustumselektivno kopičijo v tumorskih tkivih z obilno tvorbo kolonij. Nasprotno pa so opazili minimalno kolonizacijo v zdravih organih, kot so srce, pljuča, ledvice in vranica.

4. Dvojni protitumorski mehanizmi

Protitumorski učinekP. angustumposredujeta dva mehanizma:

• 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. Dolgotrajni imunski spomin

Ko so miši brez tumorja ponovno zdravili z rakavimi celicami 120 dni po prvem zdravljenju, so vse miši popolnoma zavrnile sekundarno rast tumorja. To kaže, daP. angustumTerapija povzroči močan in trajen imunološki protitumorski spomin.

6. Široka uporabnost

P. angustumje pokazala pomembne protitumorske učinke ne le pri modelih raka debelega črevesa in danke, povezanih z vnetjem, ampak tudi pri modelih trojno negativnega raka dojke, odpornega na zdravila (TNBC). To kaže na možno uporabo zunaj raka debelega črevesa in danke.

Obeti za prihodnost

Ta študija kaže, da lahko naravno prisotne nemanipulirane bakterije delujejo kot varni in učinkoviti imunoterapevtiki proti raku. Prihodnje raziskave se bodo osredotočile na validacijo različnih vrst raka, oceno učinkov kombinacije z zaviralci imunskih kontrolnih točk in podrobno analizo dolgoročnega imunskega spomina.

Nadaljnja razjasnitev osnovnih molekularnih mehanizmovP. angustumTumorsko selektivna kolonizacija in imunska aktivacija bosta olajšali razvoj učinkovitejših terapevtskih pristopov.

Ti rezultati predstavljajo novo terapevtsko paradigmo biokompatibilne bakterijske terapije, ki ni odvisna od GSO in ponuja potencial za prihodnji klinični prevod.

Viri: