Eine vielversprechende neue bakterienbasierte Therapie zur Krebsbekämpfung

Obwohl Krebs nach wie vor eine der häufigsten Todesursachen weltweit ist, stellt die bakterienbasierte Krebstherapie eine spannende und innovative Behandlungsoption dar. Aufgrund ihrer Fähigkeit, die starre Stromabarriere zu durchdringen, können Bakterien auf natürliche Weise solide Tumore angreifen und für eine intratumorale Penetration sorgen. Bevor diese Bakterien jedoch in medizinischen Behandlungen eingesetzt werden können, müssen mehrere wichtige Faktoren berücksichtigt werden.

Für klinische Studien vorgesehene Bakterien müssen geschwächt oder „abgeschwächt“ werden, um ihre sichere Verwendung bei Tieren und Menschen zu gewährleisten. Darüber hinaus ist ein einfaches Herstellungsverfahren erforderlich, um sichere und wirksame Antikrebsbakterien herzustellen. Dies erfordert die Entwicklung einer optimalen Bakterienkultivierungsmethode.

In einer online veröffentlichten Studie in der Zeitschrift für ChemieingenieurwesenForscher des Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) unter der Leitung von Professor Eijiro Miyako, zu dem auch Mikako Miyahara gehört, haben in Zusammenarbeit mit Forschern der Universität Tsukuba, Japan, eine neue Methode zur Kultivierung von Antitumorbakterien mithilfe hochporöser Materialien entwickelt Gerüste. .

Dieser innovative Ansatz verbesserte nicht nur die krebshemmenden Eigenschaften der Bakterien, sondern auch ihre Sicherheit in Tierversuchen.

Zuvor isolierte das Forscherteam eine Gruppe von Bakterien, A-gyo und UN-gyo genannt, aus Tumoren von Mäusen. A-gyo bezieht sich auf das Bakterium Proteus mirabilis und UN-gyo auf das photosynthetische Bakterium Rhodopseudomonas palustris.

Diese Bakterien leben in Tumorzellen, interagieren mit ihnen und beeinflussen möglicherweise das Tumorwachstum und das Ansprechen auf die Behandlung. Zusammen bilden sie das „AUN-Bakterienkonsortium“, das aufgrund seiner Fähigkeit, Tumore effektiv anzugreifen, und seiner Sicherheit als leistungsstarkes Instrument zur Krebserkennung vielversprechend ist. Es war jedoch eine Herausforderung, den besten Weg zu finden, diese Bakterien zu kultivieren.

Um die Herausforderungen bei der Kultivierung von AUN zu bewältigen, untersuchten die Forscher die Verwendung speziell entwickelter Gerüste. Sie stellten das mikroporöse Gerüst unter Verwendung einer biokompatiblen Substanz namens Polydimethylsiloxan (PDMS) in Kombination mit Titandioxid (TiO) her₂).

Zugabe von TiO₂ trug dazu bei, ein Gleichgewicht zu schaffen, in dem Bakterien Tumore effektiv angreifen und gleichzeitig ausreichend kontrolliert werden können, um ein übermäßig aggressives Bakterienwachstum zu vermeiden, das zu Infektionen oder unbeabsichtigten Immunreaktionen führt. Diese porösen Gerüste verbesserten die krebshemmenden Eigenschaften der Bakterien deutlich und machten sie dadurch wirksamer.

Sobald die Forscher das PDMS-TiO vorbereitet hatten₂ Zusammengesetzt, züchteten sie AUN-Bakterien mit Blöcken des Gerüsts, während sie den gesamten Aufbau dem Licht aussetzten. Sie entdeckten, dass TiO, wenn es Licht ausgesetzt wird₂ Im Gerüst wurden Bakterien wirksam abgeschwächt, indem toxische Moleküle, sogenannte reaktive Sauerstoffspezies (ROS), produziert wurden, was zur Gewährleistung der Sicherheit während der Behandlung beitrug.

Als nächstes bewerteten sie die Wirksamkeit von AUN gegen Krebs. Überraschenderweise stellten die Forscher fest, dass mit dem Gerüst kultivierte AUN eine erhöhte Fähigkeit aufwiesen, verschiedene Arten von Tumorzellen abzutöten. Bei Tests an Mäusen mit Brustkrebs führte die Behandlung mit abgeschwächten AUN-Bakterien zu verbesserten Überlebensraten. Bei Mäusen mit arzneimittelresistentem Brustkrebs wurde eine erhöhte Antikrebsaktivität beobachtet.

„Wir fanden heraus, dass die starke Antikrebsreaktion auf die onkolytischen (krebstötenden) Eigenschaften von AUN selbst zurückzuführen ist, mit Hilfe verschiedener aktivierter Immunzellen wie T-Zellen, NK-Zellen und Makrophagen in der Tumormikroumgebung“, erklärt Mikako Miyahara. , Doktorand am JAIST und Hauptautor der Studie. Die Studie bestätigte auch, dass mit Gerüsten gezüchtetes AUN nicht nur Mäusen, sondern auch Hunden sicher verabreicht werden kann.

Die Verbesserung der Sicherheit und Wirksamkeit dieser einfachen Methode bringt AUN einem breiten Einsatz in der Krebsbehandlung näher und die Autoren der Studie gehen davon aus, dass diese Technologie in den nächsten 10 Jahren für klinische Studien verfügbar sein wird.

„Unsere Entdeckung, wie poröse Gerüste die Aktivitäten von AUN-Bakterien beeinflussen, wird dazu beitragen, ein künstliches Gerüstmaterial für eine wirksame Behandlung gegen arzneimittelresistente Krebsarten zu entwickeln“, erklärt Professor Miyako. Zusammenfassend legt diese Studie den Grundstein für die zukünftige Kommerzialisierung und klinische Nutzung von AUN und bringt Patienten, die an verschiedenen Krebsarten leiden, neue Hoffnung.