Συνδυάζοντας ανακαλύψεις από την καρκινική ανοσολογία με εξελιγμένη γενετική μηχανική, ερευνητές του Columbia University έχουν δημιουργήσει ένα είδος «βακτηριακής ομάδας αυτοκτονίας» (Suicide Squad) που στοχεύει όγκους, προσελκύοντας τα κύτταρα του ανοσοποιητικού στον καρκίνο για να τον καταστρέψουν.
Η νέα αυτή έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο Science Advances, αποτελεί ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός στις προσπάθειες για τη χρήση μη παθογόνων βακτηρίων για την αντιμετώπιση του καρκίνου.
Οι επιστήμονες γνώριζαν εδώ και χρόνια πως κάποια είδη βακτηρίων ευδοκιμούν μέσα σε όγκους. «Έχουν υπάρξει εικασίες πως αυτό οφείλεται στο χαμηλό pH, το νεκρωτικό και απομονωμένο από το ανοσοποιητικό περιβάλλον...αυτό είναι μοναδικό στον πυρήνα ενός όγκου και υποστηρίζει τη βακτηριακή ανάπτυξη ενώ αποτρέπει την εκκαθάριση βακτηρίων από κύτταρα του ανοσοποιητικού» λέει ο Νίκολας Αρπάια, PhD, επίκουρος καθηγητής Μικροβιολογίας και Ανοσολογίας στο Vagelos College of Physicians and Surgeons και senior author του νέου paper. Στο πλαίσιο μιας συνεχιζόμενης συνεργασίας με τον Ταλ Ντανίνο, PhD, αναπληρωτή καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής στο Columbia Engineering, ο Αρπάια αναπτύσσει μια στρατηγική για αντιμετώπιση όγκων γύρω από αυτό το φαινόμενο.
Στον πυρήνα της προσέγγισης αυτής είναι ένα προβιοτικό στέλεχος του βακτηρίου E. coli, που έχει τροποποιηθεί με ένα συγχρονισμένο κύκλωμα λύσης. Όταν τα βακτηριακά κύτταρα συγκεντρωθούν μέσα σε έναν όγκο, το κύκλωμα ενεργοποιείται, προκαλώντας διάσπαση των πιο πολλών κυττάρων, απελευθερώνοντας τα συστατικά τους. Προηγουμένως οι ερευνητές είχαν προσθέσει γονίδια στα μικρόβια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες οι οποίες μπλοκάρουν την ανάπτυξη καρκινικών κυττάρων, ή που υποδεικνύουν τον όγκο σε κύτταρα του ανοσοποιητικού.
«Ο Τόμας Σάβατζ, τελειόφοιτος φοιτητής μου, είχε την ιδέα της πιθανής αξιοποίησης της πλατφόρμας αυτής για τη χορήγηση χημειοκινών, είπε ο Αρπάια.
Οι ανοσολόγοι έχουν διαπιστώσει πως διαφορετικές χημειοκίνες – πρωτεΐνες που στέλνουν σήματα στο ανοσοποιητικό- προσελκύουν διαφορετικά κύτταρα ανοσοποιητικών κυττάρων και τα διεγείρουν για να απαντήσουν με συγκεκριμένους τρόπους. Στη νέα αυτή δουλειά, η ομάδα συμπεριέλαβε μια μεταλλαγμένη έκδοση ενός ανθρώπινου γονιδίου χημειοκίνης που προσελκύει φονικά T-κύτταρα. «Αν και προετοιμάζονται αντιδράσεις Τ-κυττάρων συγκεκριμένα για αντιγόνα που προκύπτουν από όγκους, κάποιες φορές αυτό που συμβαίνει είναι πως παρά το ότι υπάρχουν εξειδικευμένα Τ-κύτταρα κατά όγκων, δεν στρατολογούνται στο περιβάλλον του όγκου» είπε ο Αρπάια.
Για την περαιτέρω αύξηση της αποτελεσματικότητας, οι ερευνητές πρόσθεσαν ένα δεύτερο βακτηριακό στέλεχος που εκφράζει μια άλλη χημειοκίνη, αυτή τη φορά για την προσέγγιση δενδριτικών κυττάρων. «Συνδυάζοντάς το αυτό με χημειοκίνες που ωθούν τη διείσδυση και ενεργοποίηση δενδριτικών κυττάρων (ένας κρίσιμος έμφυτος τύπος ανοσοποιητικού κυττάρου) ο εντοπισμός αντιγόνων όγκων αυξάνεται» είπε ο Αρπάια. Τα ενεργοποιημένα δενδριτικά κύτταρα τρώνε τα καρκινικά κύτταρα, μετά παρουσιάζουν τα αντιγόνα τους στα Τ-κύτταρα, που μπορούν μετά να αναγνωρίσουν τα καρκινικά κύτταρα καλύτερα και να απαντήσουν σε αυτά πιο αξιόπιστα.