Ученые создали бактерии для уничтожения рака изнутри

Канадские исследователи предложили перспективный способ борьбы с онкологическими заболеваниями, основанный на использовании специально модифицированных микроорганизмов. Речь идет о бактериях, которые способны проникать вглубь опухоли и разрушать ее ткани в условиях, где отсутствует кислород, выяснил proulyanovsk.ru.

Разработка принадлежит специалистам Университета Ватерлоо. В основе технологии лежит бактерия Clostridium sporogenes — микроорганизм, встречающийся в почве и способный существовать исключительно в анаэробной среде. Именно такие условия формируются в центральной части многих солидных опухолей, где из-за недостатка кровоснабжения наблюдается дефицит кислорода и накапливаются отмершие клетки.

Попадая в организм в виде спор, бактерии достигают опухолевой ткани, где находят благоприятную среду для роста. В бескислородном пространстве они начинают активно размножаться, используя доступные питательные вещества, что позволяет им колонизировать внутреннюю часть новообразования и постепенно разрушать его структуру.

Однако ученые столкнулись с проблемой: при приближении к внешним слоям опухоли, где присутствует даже минимальное количество кислорода, микроорганизмы начинают погибать. Это снижает эффективность терапии и не позволяет полностью охватить опухолевую ткань.

Для решения этой задачи исследователи внедрили в бактерию дополнительный ген от родственного вида, более устойчивого к воздействию кислорода. Благодаря этому модифицированные клетки могут дольше сохранять жизнеспособность на границе опухоли. При этом важно было обеспечить строгий контроль над активацией новой функции, чтобы бактерии не начали размножаться в кислородной среде организма, например в кровотоке.

Контроль осуществляется через механизм кворумной сигнализации — естественную систему «общения» бактерий с помощью химических сигналов. По мере увеличения численности микробов концентрация сигнальных молекул растет. Только при достижении определенного порога активируется ген устойчивости к кислороду. Таким образом, защитный механизм включается исключительно внутри опухоли, когда колония достигает нужной плотности.

Ранее ученые уже продемонстрировали возможность генетической модификации Clostridium sporogenes для повышения ее устойчивости. В ходе экспериментов работоспособность системы проверяли с помощью гена зеленого флуоресцентного белка, что позволило визуально подтвердить своевременную активацию механизма.

Исследователи сравнивают созданную конструкцию с биологической схемой, собранной из фрагментов ДНК, каждый из которых выполняет строго определенную функцию. Следующим этапом станет объединение всех элементов в одной бактериальной системе и проведение доклинических испытаний на моделях опухолей.

Проект реализуется при участии специалистов в области инженерии, прикладной математики и биомедицины. В работе задействованы как сотрудники университета, так и партнеры из частного сектора, что позволяет ускорить переход от лабораторных экспериментов к потенциальному клиническому применению.

Разработка может стать частью нового направления в онкотерапии, где биотехнологические инструменты используются для точечного воздействия на опухолевые ткани с минимальным повреждением здоровых клеток.