在癌癥治療中，常規(guī)的化療方式已經(jīng)幫助非常多的患者延長(zhǎng)生存期，但是化療仍然有著不小的副作用。由于化學(xué)藥物會(huì)無(wú)差別地攻擊增殖速度較快的細(xì)胞，像健康的毛囊細(xì)胞、胃壁細(xì)胞都會(huì)大面積受損，患者會(huì)因此脫發(fā)、反胃。
為了更加精準(zhǔn)地狙擊癌細(xì)胞，保護(hù)健康細(xì)胞的生存，科學(xué)家也在尋求更好地替代治療手段，而一類很有潛力的助手竟然是我們平時(shí)同樣會(huì)覺(jué)得危險(xiǎn)的微生物。加州理工學(xué)院的研究者近期設(shè)計(jì)出了一類工程化、可由聲波控制的細(xì)菌，這些細(xì)菌會(huì)充當(dāng)精準(zhǔn)殺滅癌細(xì)胞的工具。當(dāng)細(xì)菌被注入到小鼠體內(nèi)時(shí)，它們可以滲入到腫瘤內(nèi)部，此時(shí)可以研究者可以觸發(fā)安裝在細(xì)菌中開關(guān)釋放抗癌藥物。
據(jù)《自然-通訊》的論文，研究使用的是一種名為Nissle 1917的大腸桿菌，首先其安全性已經(jīng)得到了驗(yàn)證，并被批準(zhǔn)在人類醫(yī)療途徑中使用。在進(jìn)入血液中之后，這些細(xì)菌會(huì)移動(dòng)到全身各處，當(dāng)然我們的免疫系統(tǒng)并不會(huì)閑著，會(huì)將大部分細(xì)菌都清除掉，唯獨(dú)有一個(gè)地方它們無(wú)能為力，那就是腫瘤區(qū)域。由于腫瘤微環(huán)境中常常會(huì)出現(xiàn)免疫抑制，因此遷徙到此處的細(xì)菌也會(huì)存活下來(lái)。
有了專門定居腫瘤的前提，研究團(tuán)隊(duì)決定對(duì)細(xì)菌進(jìn)行改造，通過(guò)插入新基因來(lái)讓它可以搭載我們所需的特性。第一種引入的基因用于產(chǎn)生納米抗體，這些抗體能夠抑制腫瘤抵抗免疫系統(tǒng)的蛋白，可以打破免疫抑制的腫瘤微環(huán)境。另一種基因則類似熱感應(yīng)開關(guān)，只有溫度達(dá)到一定限度時(shí)才會(huì)激活納米抗體基因，相當(dāng)于把控著納米抗體的表達(dá)。
在實(shí)驗(yàn)中，這種溫度開關(guān)的激活條件為42-43℃，這意味著在正常的體溫下納米抗體是不會(huì)釋放的，研究者需要額外地通過(guò)外部引入條件制造升溫的情形。當(dāng)然有些腫瘤在體內(nèi)深處，細(xì)菌也無(wú)法通過(guò)體表加溫來(lái)觸達(dá)。
在這里，研究者特別使用了超聲聚焦技術(shù)，該技術(shù)可以利用超聲波為能源，將多數(shù)聲波發(fā)射到體內(nèi)深處并發(fā)生聚焦，通過(guò)聲波和熱能的轉(zhuǎn)化來(lái)控制局域的溫度。聚焦點(diǎn)周圍的組織不會(huì)受到影響，因此只會(huì)讓腫瘤處于特殊的溫度環(huán)境下。
為了測(cè)試工程菌是否會(huì)按照預(yù)期工作，他們選取了一批腫瘤小鼠，待腫瘤長(zhǎng)到一定體積后，小鼠接受了細(xì)菌注射。研究使用的超聲技術(shù)可以5分鐘，讓腫瘤區(qū)溫度從37℃提升到43℃。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，研究者對(duì)腫瘤樣本進(jìn)行了取樣分析。
與對(duì)照組相比，超聲技術(shù)搭配工程菌可以顯著縮小腫瘤體積，并且腫瘤中的工程菌在被激活后仍然可以存活兩周以上。在6個(gè)被處理的腫瘤中有一個(gè)在治療后完全消失。此外，這些工程菌只會(huì)聚集在腫瘤區(qū)，小鼠的肝臟、脾臟樣本中工程菌數(shù)量都非常低，唯一的副作用是皮膚可能有一些燙傷。
“這些結(jié)果非常樂(lè)觀，它表明我們可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間為腫瘤提供靶向治療，”研究的主要作者M(jìn)ikhail Shapiro博士稱，未來(lái)他們考慮改進(jìn)的方向是設(shè)法在使用超聲波前能夠?qū)こ叹M(jìn)行可視化，保證激活是有效的，這樣可以更精準(zhǔn)地進(jìn)行治療腫瘤。
參考資料：
[1] Mohamad H。 Abedi et al， Ultrasound-controllable engineered bacteria for cancer immunotherapy， Nature Communications （2022）。 DOI： 10.1038/s41467-022-29065-2
[2] Researchers develop sound-controlled bacteria to fight cancer。 Retrieved Mar 29th， 2022 from https：//medicalxpress.com/news/2022-03-sound-controlled-bacteria-cancer.html
本文來(lái)自藥明康德內(nèi)容微信團(tuán)隊(duì)