Bacteria controlată prin sunete ar putea fi un nou mod de a trata cancerul

De la inventarea sa, chimioterapia s-a dovedit a fi un instrument valoros în tratarea cancerelor de multe tipuri, dar are un mare dezavantaj. De aceea, cercetătorii au dezvoltat bacteria controlată prin sunete.

Pe lângă uciderea celulelor canceroase, chimioterapia poate ucide și celulele sănătoase precum cele din foliculii de păr; și pe cele care căptușesc stomacul, provocând greață, scrie Medical Xpress.

• André-Marie Ampère, unul dintre fondatorii științei electromagnetismului clasic
• Hans Christian Orsted, pionierul electromagnetismului

Însă oamenii de știință de la Caltech ar putea avea o soluție mai bună: bacteria controlată prin sunete, modificată genetic, care caută și distruge celulele canceroase.

Bacteria controlată prin sunete este o E. coli modificată

Într-o nouă lucrare, apărută în revista Nature Communications, cercetătorii din laboratorul lui Mikhail Shapiro, arată cum au dezvoltat o tulpină specializată a bacteriei Escherichia coli (E. coli) care caută și se infiltrează în tumorile canceroase atunci când este injectată în corpul unui pacient.

Odată ce bacteria a ajuns la destinație, aceasta poate fi declanșată, folosind impulsuri de ultrasunete, să producă medicamente anticancerigene.

„Scopul acestei tehnologii este de a profita de capacitatea probioticelor proiectate de a se infiltra în tumori, folosind ultrasunetele pentru a le activa pentru a elibera medicamente puternice în interiorul tumorii”, spune Shapiro.

Organismul distruge aceste bacterii, mai puțin pe cele din tumori

Punctul de plecare pentru munca lor a fost o tulpină de E. coli numită Nissle 1917, care este aprobată pentru utilizări medicale la om. După ce au fost injectate în sânge, aceste bacterii se răspândesc în tot corpul. Sistemul imunitar al pacientului le distruge apoi, cu excepția acelor bacterii care au colonizat tumori canceroase, care oferă un mediu imunodeprimat.

Pentru a transforma bacteriile într-un instrument util pentru tratarea cancerului, echipa le-a proiectat astfel încât să conțină două noi seturi de gene.

Un set de gene este pentru producerea de nanocorpi, care sunt proteine terapeutice care opresc semnalele pe care le folosește o tumoare pentru a preveni un răspuns anti-tumoral al sistemului imunitar. Prezența acestor nanocorpi îi permite sistemului imunitar să atace tumoarea.

Celălalt set de gene acționează ca un comutator termic pentru pornirea genelor nanocorp atunci când bacteria atinge o anumită temperatură.

Prin inserarea genelor dependente de temperatură și a nanocorpilor, echipa a reușit să creeze tulpini de bacterii care au produs nanocorpi care suprimă tumorile doar atunci când sunt încălzite la o temperatură de declanșare de 42-43 de grade Celsius.

Cum este activată bacteria controlată prin sunete?

Deoarece temperatura normală a corpului uman este de 37 de grade Celsius, aceste tulpini nu încep să producă nanocorpii antitumorali în momentul când sunt injectate. În schimb, ele cresc în liniște în interiorul tumorilor până când o sursă exterioară le încălzește până la temperatura de declanșare.

Dar cum încălzești bacteriile care sunt situate într-o anumită locație, probabil destul de adânc în interiorul corpului, unde crește o tumoare? Pentru a face acest lucru, echipa a folosit ultrasunete focalizate (FUS).

FUS este similar cu ultrasunetele folosite pentru imagistica organelor interne sau a unui făt care crește în uter, dar are o intensitate mai mare și este focalizat într-un punct mic. Concentrarea ultrasunetelor pe un singur loc face ca țesutul din acea locație să se încălzească, dar nu și țesutul din jurul acestuia; prin controlul intensității ultrasunetelor, cercetătorii au reușit să aducă acel țesut la temperatura dorită.

„Ultrasunetele focalizate ne-au permis să activăm terapia în interiorul unei tumori. Acest lucru este important deoarece aceste medicamente puternice, care sunt atât de utile în tratamentul tumorilor, pot provoca efecte secundare semnificative în alte organe în care agenții noștri bacterieni pot fi, de asemenea, prezenți”, spune dr. Mohamad Abedi.

Procedeul a fost testat pe șoareci de laborator

Pentru a testa dacă bacteria controlată prin sunete a funcționat conform intenției, echipa de cercetare a injectat celule bacteriene în șoareci de laborator afectați de tumori. După ce le-a dat bacteriilor timp să se infiltreze în tumori, echipa a folosit ultrasunete pentru a le încălzi.

Printr-o serie de studii, cercetătorii au descoperit că șoarecii tratați cu această tulpină de bacterii și ultrasunete au prezentat o creștere a tumorilor mult mai lentă decât șoarecii tratați doar cu ultrasunete, decât șoarecii tratați doar cu bacterii și decât șoarecii care nu au fost tratați deloc.

Cu toate acestea, echipa a descoperit că unele dintre tumorile șoarecilor tratați nu s-au micșorat deloc.

„Acesta este un rezultat foarte promițător, deoarece arată că putem direcționa terapia potrivită la locul potrivit, la momentul potrivit”, spune Shapiro.

„Dar, ca în cazul oricărei tehnologii noi, există câteva lucruri de optimizat, inclusiv adăugarea capacității de a vizualiza agenții bacterieni cu ultrasunete înainte de a îi activa și direcționarea mai precisă a stimulilor de încălzire către ei”, a adăugat Shapiro.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii au folosit unde sonore pentru a regenera țesutul osos. „Este foarte ușor de aplicat”

Cercetătorii au descoperit că o boală autoimună poate duce la alta

O serie de descoperiri surprinzătoare arată cum sarea afectează circulația sangvină în creier

Tratamentul care distruge tumorile bolnavilor de cancer la cap și gât, în fază terminală