В последние несколько десятилетий, благодаря прогрессу в области синтетической биологии, наблюдается возрождение бактериальной терапии рака, основанной на использовании бактерий, способных специфически колонизировать опухоли.
К бактериям, нацеленным на опухоли, используемым в этой области, относятся Salmonella, Listeria, Bifidobacterium и Escherichia coli. Некоторые из этих бактерий сами по себе способны убивать раковые клетки, а другие можно генетически модифицировать для экспрессии терапевтических молекул, таких как противораковые пептиды, ингибиторы контрольных точек, неоантигены и низкомолекулярные соединения. Исследование, недавно опубликованное в журнале PLOS Biology учеными Шаньдунского университета (Китай), свидетельствует о том, что штамм Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) можно модифицировать для лечения опухолей в мышиных моделях.
Пробиотик Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) обладает способностью как накапливаться, так и размножаться в солидных опухолях, что делает его весьма перспективным живым переносчиком для применения в бактериальной терапии рака. В последние годы EcN был перепрограммирован для производства и доставки пептидов или химического соединения с низкомолекулярными лекарственными средствами для реализации противоопухолевой терапии.
Поскольку широкий спектр клинических противоопухолевых препаратов получают из микробных метаболитов, некоторые бактерии, воздействующие на опухоль, обладают потенциалом для гетерогенного биосинтеза терапевтических средств, происходящих из микроорганизмов, и транспортировки их к опухолям-мишеням. EcN был генетически сконструирован для гетерогенной экспрессии цитотоксических соединений глидобактина, люминмида и колибактина. Таким образом, бактериальная терапия, направленная на опухоль, может быть создана с использованием сконструированного EcN для биосинтеза и доставки низкомолекулярных противоопухолевых препаратов.
Учитывая, что EcN - это пробиотический штамм бактерий, обладающий склонностью к колонизации опухолей, а не других тканей или органов, он был выбран в качестве надежной основы для исследования китайских ученых. Чтобы проверить взаимодействие модифицированного пробиотического штамма EcN с раковыми клетками, исследователи использовали его в качестве основы для синтеза ромидепсина (FK228) — препарата с противоопухолевыми свойствами. Используя методы генетической инженерии, ученые создали штамм бактерий, продуцирующий ромидепсин. Затем они создали мышиную модель опухолеобразующих клеток рака молочной железы и ввели мышам модифицированный EcN. Исследователи обнаружили, что EcN колонизировал опухоли и высвобождал ромидепсин FK228 in vivo, эффективно действуя в качестве терапии, нацеленной на опухоль.
Авторы пишут, что сохраняются значительные пробелы в знаниях относительно терапевтической эффективности сконструированных EcN для различных видов, типов опухолей и условий, таких как пероральное применение или комбинированная терапия. По данным исследователей, пробиотический штамм EcN демонстрирует большие перспективы в лечении рака. «Наше исследование на мышиной модели закладывает прочную основу для создания бактерий, способных производить низкомолекулярные противораковые препараты и участвовать в бактериальной терапии, нацеленной на опухоль, прокладывая путь для будущих достижений в этой области. Колонизация опухолей Escherichia coli Nissle 1917 синергически взаимодействует с противораковой активностью ромидепсина, образуя терапию рака двойного действия», - сообщают исследователи.
Дальнейшие исследования in vivo и in vitro необходимы для всестороннего понимания применимости этого штамма и его ограничений. Тем не менее, полученные результаты предлагают новые идеи и эффективные инструменты для изучения пробиотических штаммов в лечении опухолей. Они закладывают прочную основу для создания инженерных бактерий, способных производить низкомолекулярные противоопухолевые препараты, направленные на борьбу с опухолями, прокладывая путь к будущим достижениям в этой области.
