Znanstvenici rade na novom pristupu liječenju raka koji koristi posebno genetski modificirane bakterije kako bi napale tumor iznutra. Istraživači sa Sveučilišta Waterloo razvijaju metodu u kojoj mikroorganizmi ulaze u središte tumora, razmnožavaju se u uvjetima bez kisika i postupno razgrađuju tumorsko tkivo.

U središtu ovog pristupa nalazi se bakterija Clostridium sporogenes, koja prirodno može preživjeti samo u okruženju bez kisika. Upravo takvi uvjeti vladaju u unutrašnjosti mnogih solidnih tumora, gdje zbog slabije prokrvljenosti dolazi do manjka kisika i nakupljanja mrtvih stanica.

Superbakterije u bolnicama: Zašto nastaju i koliko su opasne?

Prema istraživačima, bakterijske spore ulaze u tumor i u njegovoj jezgri pronalaze idealne uvjete za rast. Ondje se počinju razmnožavati i koristiti dostupne hranjive tvari, čime postupno smanjuju tumorsku masu, piše Science Daily.

Problem kisika i genetska dorada

Jedan od izazova bio je taj što bakterije, kako se šire prema rubovima tumora, dolaze u kontakt s područjima koja sadrže male količine kisika. U tim uvjetima počinju odumirati prije nego što uspiju potpuno uništiti tumorsko tkivo. Kako bi to riješili, znanstvenici su u bakteriju ugradili gen iz srodne vrste otpornije na kisik. Ta modifikacija omogućuje bakterijama da dulje prežive u dijelovima tumora gdje je prisutna manja količina kisika.

Freepik

Ključno je bilo osigurati da se gen za otpornost na kisik aktivira samo kada je to potrebno. Ako bi se aktivirao prerano, bakterije bi mogle preživjeti i u područjima bogatim kisikom, poput krvotoka, što bi predstavljalo sigurnosni rizik.

Zbog toga su istraživači iskoristili prirodni mehanizam komunikacije među bakterijama poznat kao quorum sensing. Bakterije oslobađaju kemijske signale, a kada njihov broj dosegne određenu razinu unutar tumora, aktivira se gen za otpornost na kisik. Time se osigurava da se zaštitni mehanizam uključi tek kada je unutar tumora prisutan dovoljan broj bakterija.

Sintetska biologija i “DNK krugovi”

Znanstvenici opisuju ovaj sustav kao biološki ekvivalent elektroničkog sklopa. Umjesto žica koriste dijelove DNK koji imaju precizno određene funkcije. Kada su pravilno povezani, djeluju kao programirani sustav koji se aktivira u točno određenim uvjetima. U prethodnim eksperimentima istraživači su potvrdili da sustav funkcionira tako što su bakterije programirali da proizvode fluorescentni protein u trenutku aktivacije mehanizma.

Kraj mononukleoze? Novo antitijelo uspješno blokira ulazak Epstein-Barrova virusa u stanice

Sljedeći korak je objediniti sve genetske modifikacije u jednoj bakteriji i testirati njihovu učinkovitost u predkliničkim ispitivanjima. Ako se pokaže sigurnom i učinkovitom, ova metoda mogla bi u budućnosti predstavljati dodatni pristup u liječenju određenih oblika raka. Važno je naglasiti da se istraživanje još nalazi u ranoj fazi te da je prije eventualne primjene na ljudima potrebno provesti opsežna testiranja sigurnosti i učinkovitosti.