Необычный союз бактерий и вирусов может открыть путь к новому методу лечения рака. Исследователи из Колумбийского университета разработали систему, в которой сальмонелла служит средством транспортировки вируса, убивающего раковые клетки. У мышей этот метод привел к полному исчезновению даже агрессивных опухолей легких.
Сальмонеллы переносят вирус, убивающий раковые клетки, в опухоль
В центре работы находится платформа CAPPSID, которая означает «Coordinated Activity of Prokaryote and Picornavirus for Safe Intracellular Delivery» (Координированная деятельность прокариот и пикорнавирусов для безопасной внутриклеточной доставки). При этом вирус Senecavirus A (SVA) встраивается в бактерию Salmonella typhimurium. Сальмонеллы предпочитают перемещаться в опухолевой ткани, поскольку там мало кислорода и много питательных веществ. Как только они поражают раковые клетки, они высвобождают вирус внутри них.
«Бактерии служат «динамическим синтетическим капсидом» и доставляют вирусную РНК в клетки-хозяева, где они вызывают вирусную инфекцию», — говорится в публикации. Таким образом, эти так называемые онколитические вирусы могут приступить к своей основной работе: они размножаются в раковых клетках, вызывают их разрыв и тем самым разрушают опухолевую ткань.
Невидимый для иммунной системы
Основная проблема существующих методов лечения вирусов заключается в иммунной системе. Если у пациента уже есть антитела к вирусу, он немедленно перехватывается, не достигая опухолевых клеток. CAPPSID обходит это препятствие: бактерии проникают с вирусом в опухолевую ткань, как в маскировочной мантии.
«Бактерии действуют как плащ-невидимка, который скрывает вирус от антител и доставляет его туда, где он нужен», — объясняет автор исследования Закари С. Сингер. Таким образом, в будущем можно будет лечить даже пациентов, которые уже приобрели иммунитет к определенным вирусам благодаря вакцинации или перенесенным инфекциям.
Успешное лечение всего за две недели
Исследователи протестировали этот метод на мышах, которым были имплантированы опухоли на обеих задних лапах. Как только опухоли достигли размера около 150 кубических миллиметров, животным вводили инъекцию, содержащую 2,5 миллиона бактерий.
Результат удивил даже разработчиков: в течение двух недель полностью исчезли не только опухоли, подвергшиеся лечению, но и опухоли, расположенные на противоположной стороне и не подвергшиеся лечению. Все животные из группы, подвергшейся лечению, выжили, в то время как животные из контрольной группы, не подвергшиеся лечению, умерли от рака.
«Примерно через восемь часов после инъекции бактерий мы наблюдали первые клетки, инфицированные SVA, и распространение вируса продолжалось в течение 60 часов. Через 72 часа почти все клетки были инфицированы SVA», — сообщают исследователи.
Безопасность за счет контролируемого размножения вирусов
Одной из главных проблем онколитических вирусов является их неконтролируемое распространение в организме. Команда Колумбийского университета решила эту проблему с помощью генетического трюка: вирус был модифицирован таким образом, что для его размножения требуется специальный фермент, который могут предоставить только бактерии.
Таким образом, размножение вируса строго ограничивается опухолевой тканью. «Вирусные частицы, способные к размножению, могли образовываться только вблизи бактерий, которые обеспечивают необходимый для этого механизм», — поясняет Сингер. Таким образом, исследователи предотвратили поражение вирусом здоровых тканей.
Помимо эффективности, исследователи также проверили безопасность препарата. Мыши сохранили свой вес, и в печени или селезенке не было обнаружено никаких заметных скоплений бактерий. Таким образом, инфекция осталась ограниченной опухолевой тканью.
Гистологические исследования также подтвердили, что вирус распространялся в опухоли далеко за пределы областей, колонизированных бактериями. Таким образом, взаимодействие бактерий и вирусов значительно усиливает терапевтический эффект.
Модульная система на пути в клинику
Авторы исследования видят в CAPPSID новый подход к лечению рака. «Как врач и ученый, моя цель — внедрить живые лекарства в клиническую практику», — говорит соавтор исследования Джонатан Пабон. В настоящее время ведутся работы по расширению применения этого метода на другие виды опухолей и вирусов.
В долгосрочной перспективе исследователи хотят разработать модульную систему, которая будет содержать подходящую смесь вирусов и бактерий в зависимости от типа опухоли. Кроме того, они уже подали заявку на патент на эту технологию.
Вкратце:
- Бактерии могут быть модифицированы таким образом, чтобы они внедряли вирус в опухолевые клетки, где он целенаправленно уничтожает раковые клетки.
- У мышей после этой комбинированной терапии полностью исчезли даже агрессивные опухоли, выживаемость составила 100 процентов.
- Генетический защитный механизм обеспечивает, что вирус может размножаться только в опухоли и не поражает здоровые ткани.
Оригинал этой статьи «Альянс бактерий и вирусов побеждает рак – опухоли у мышей полностью исчезли» был опубликован на сайте Smart Up New
