Науковці з Університету Ватерлоо працюють над новим підходом до лікування раку, який передбачає використання спеціально модифікованих бактерій для знищення пухлин ізсередини, повідомляє ScienceDaily. Ідея полягає в тому, щоб використати мікроорганізми, які природно розмножуються в безкисневому середовищі – саме такі умови характерні для центральної частини багатьох твердих пухлин.
В основі розробки – ґрунтова бактерія Clostridium sporogenes, яка може існувати лише за повної відсутності кисню. Внутрішня частина пухлин складається з мертвих клітин і практично не містить кисню, що створює ідеальні умови для розмноження цього мікроорганізму. Потрапляючи до пухлини у вигляді спор, бактерії починають активно рости, споживаючи поживні речовини й фактично “колонізуючи” її серцевину.
Втім, дослідники зіткнулися з проблемою: коли бактерії розширюються до зовнішніх шарів пухлини, де присутня невелика кількість кисню, вони гинуть раніше, ніж встигають повністю знищити ракові клітини. Щоб подолати це обмеження, науковці інтегрували в геном мікроорганізму ген спорідненої бактерії, більш стійкої до кисню. Це дозволяє модифікованим клітинам довше виживати на межі пухлини.
Ключовим завданням стало й безпечне керування цією властивістю. Передчасна активація гена стійкості до кисню могла б призвести до небажаного розмноження бактерій у кисневому середовищі, наприклад у кровотоці. Щоб уникнути цього, команда використала природний механізм бактеріальної комунікації – відчуття кворуму. Цей процес базується на хімічних сигналах: чим більше бактерій накопичується в одному місці, тим сильніший сигнал. Лише після досягнення певної концентрації всередині пухлини активується ген, що забезпечує стійкість до кисню.
У попередніх експериментах дослідники довели можливість генетичної модифікації Clostridium sporogenes для підвищення її витривалості. Згодом вони протестували систему контролю, “запрограмувавши” бактерії на вироблення зеленого флуоресцентного білка, що дозволило точно зафіксувати момент активації механізму.
Наступним етапом стане об’єднання гена кисневої стійкості та системи відсуття кворуму в одному організмі та його перевірка у доклінічних дослідженнях.