Memprogram bakteri untuk melawan kanker
Kemampuan memprogram sel-sel hidup untuk berperilaku dengan cara tertentu dalam kondisi tertentu menciptakan peluang baru dalam pengobatan. Sebuah studi tikus baru-baru ini di mana para peneliti memprogram bakteri untuk membantu melawan kanker adalah contohnya.
Beberapa tumor berkembang dan menyebar karena selnya mengirimkan sinyal "jangan makan saya" yang membuat sistem kekebalan membiarkannya. Sel tumor yang tidak mengirimkan sinyal rentan terhadap makrofag dan sel kekebalan lain yang dapat menelan dan mencernanya.
Sekarang, para ilmuwan dari Universitas Columbia di kota New York telah menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk memprogram bakteri untuk mematikan sinyal jangan makan saya dan memicu respon imun anti tumor.
Pendekatan ini merupakan contoh biologi sintetik, bidang yang baru muncul di mana perawatan medis menjanjikan untuk menjadi lebih efektif dan spesifik daripada banyak metode molekuler.
Baru-baru ini Pengobatan Alam kertas, para peneliti menjelaskan bagaimana mereka memprogram bakteri dan menggunakannya untuk mengecilkan tumor dan meningkatkan kelangsungan hidup dalam model limfoma tikus.
Mereka melihat bahwa pengobatan tidak hanya mengecilkan tumor yang mereka suntikkan, tetapi tumor jarak jauh, atau metastasis, juga merespons.
“Melihat tumor yang tidak diobati merespons bersamaan dengan pengobatan lesi primer adalah penemuan yang tidak terduga,” kata rekan penulis senior Tal Danino, asisten profesor teknik biomedis di Universitas Columbia.
Contoh efek absopal
Danino menyatakan bahwa apa yang mereka saksikan adalah demonstrasi pertama dari “efek abscopal” dalam pengobatan kanker yang menggunakan bakteri.
“Artinya,” tambahnya, “bahwa kita akan dapat merekayasa bakteri untuk menjadi tumor utama secara lokal, dan kemudian merangsang sistem kekebalan untuk mencari tumor dan metastasis yang terlalu kecil untuk dideteksi dengan pencitraan atau pendekatan lain.”
Dalam terapi kanker, efek absopal adalah kemampuan untuk memicu respons antitumor yang menghancurkan sel-sel kanker jauh dari target utama.
Sel yang mengirim sinyal jangan makan saya umum tidak hanya di tumor tetapi juga di jaringan sehat. Ini menghadirkan tantangan bagi pengembang imunoterapi yang menargetkan sinyal.
Danino dan rekannya menghadapi tantangan ini dengan memprogram bakteri sehingga mereka hanya melepaskan muatan peredam sinyal ketika mereka dapat merasakan bahwa mereka berada dalam “lingkungan mikro tumor”.
E. coli dengan nanobodies yang dikodekan
Muatan itu sendiri dalam bentuk "nanobody yang dikodekan," dan bakteri yang mereka gunakan adalah "non-patogenik Escherichia coli regangan."
Pada tumor, E. coli bakteri berkembang biak di inti nekrotik, atau kantong sel yang sekarat.
Tim tersebut memprogram bakteri menjadi quorum-sensing, yang berarti bahwa ketika mereka mencapai ukuran populasi tertentu, mereka mati dan melepaskan muatan nanobodi yang dikodekan.
Strategi ini menghentikan bakteri menembus jaringan lain dan membungkam sinyal jangan makan saya di sel mereka. Namun, itu juga menyisakan cukup sel bakteri untuk memulai populasi baru, mengatur siklus pengulangan obat dalam tumor.
Tim tersebut telah mendemonstrasikan strategi pemberian obat seperti itu dalam pekerjaan sebelumnya.
Dalam studi baru, mereka menunjukkan bahwa itu juga dapat secara selektif mematikan sinyal jangan makan saya dalam sel kanker dengan menargetkan CD47, protein yang mengirimkan sinyal.
Priming sel T yang menginfiltrasi tumor
Tim menyarankan agar pengobatan berhasil karena melakukan dua hal. Pertama, keberadaan bakteri hidup menginduksi peradangan lokal pada tumor. Ini memanggil sistem kekebalan.
Hal kedua yang dilakukan pengobatan adalah memicu sel kekebalan, seperti makrofag, menelan sel tumor karena mematikan sinyal CD47-nya jangan makan saya. Pada gilirannya, respons imun ini memicu “sel T yang menginfiltrasi tumor” yang kemudian bermigrasi ke metastasis jauh.
Para peneliti menyarankan bahwa temuan tersebut adalah "bukti konsep untuk efek absopal yang disebabkan oleh imunoterapi bakteri yang direkayasa," dan menyimpulkan:
“Jadi, bakteri yang direkayasa dapat digunakan untuk pengiriman muatan imunoterapi yang aman dan lokal yang mengarah ke kekebalan anti-tumor sistemik.”
Mereka sudah menguji keamanan dan keefektifan metode ini dengan jenis kanker lain pada tikus. Setelah itu, mereka berharap bisa melanjutkan ke uji klinis pada manusia.
