Cercetătorii de la University of Waterloo dezvoltă o metodă inovatoare de atac asupra tumorilor solide, folosind bacterii modificate genetic care pot supraviețui în zonele lipsite de oxigen din interiorul acestora. Strategia exploatează o caracteristică bine cunoscută a tumorilor: pe măsură ce cresc, în centrul lor se formează regiuni hipoxice, greu accesibile pentru tratamentele clasice.
De ce sunt vulnerabile tumorile solide
Tumorile mari se dezvoltă mai repede decât rețeaua de vase de sânge care ar trebui să le alimenteze. Astfel, în interior apare un nucleu aproape lipsit de oxigen, unde terapiile convenționale pătrund cu dificultate. Paradoxal, aceste condiții extreme devin ideale pentru anumite bacterii anaerobe, care pot trăi doar în absența oxigenului.
Cercetătorii folosesc bacteria Clostridium sporogenes, un microorganism întâlnit în sol, ale cărui spori pot ajunge în interiorul tumorii. Acolo, în mediul hipoxic, bacteriile încep să se dezvolte și să degradeze țesutul tumoral.
Limitarea majoră: bacteriile nu pot acționa în zonele cu oxigen
Deși ideea folosirii bacteriilor pentru distrugerea tumorilor este studiată de ani buni, există o problemă importantă: bacteriile anaerobe mor în prezența oxigenului. Astfel, ele pot acționa doar în centrul tumorii, lăsând zonele periferice intacte și făcând tratamentul incomplet.
Pentru a depăși această limitare, echipa canadiană a introdus în bacterie o genă provenită de la o specie înrudită, care îi permite să tolereze cantități mici de oxigen. În acest fel, microorganismele ar putea avansa dinspre centrul tumorii către zonele periferice, crescând eficiența distrugerii țesutului canceros.
Cum este controlată siguranța bacteriilor modificate
O bacterie prea tolerantă la oxigen ar putea supraviețui și în alte zone ale organismului, ceea ce ar reprezenta un risc major. Pentru a evita acest scenariu, cercetătorii au folosit un mecanism natural de comunicare bacteriană numit quorum sensing. Acesta activează gena de toleranță la oxigen doar atunci când bacteriile s-au acumulat în număr suficient în interiorul tumorii.
Cancerul poate fi evitat printr-un stil de viață activ
Astfel, bacteriile rămân inactive în mediile bogate în oxigen și își activează capacitățile suplimentare doar în mediul tumoral, unde sunt deja stabilite.
„Sporii bacterieni intră în tumoră și găsesc un mediu în care există mulți nutrienți și aproape deloc oxigen. Colonizăm astfel spațiul central al tumorii, iar bacteria începe practic să elimine tumora din interior”, explică profesorul Marc Aucoin, autorul studiului.
Ce urmează
În experimentele preliminare, cercetătorii au testat sistemul folosind o proteină fluorescentă verde, care se activa doar atunci când mecanismul genetic funcționa corect. Rezultatele au confirmat că gena se activează doar la atingerea pragului dorit de bacterii.
Următorul pas este combinarea tuturor modificărilor genetice într-o singură bacterie și testarea acesteia în modele preclinice de tumori. Dacă rezultatele vor fi confirmate, bacteriile modificate genetic ar putea deveni o metodă extrem de precisă de atac asupra tumorilor solide, completând terapiile oncologice existente.
