Генетически модифицированные бактерии помогают бороться с опухолями кожи

Изучая бактерии, обитающие на коже каждого здорового человека, ученые из Стэнфордского медицинского университета (Stanford Medicine) неожиданно обнаружили весьма мощный способ борьбы со злокачественными опухолями.

С помощью генной инженерии исследователи заставили эпидермальных стафилококков (Staphylococcus epidermidis) синтезировать опухолевый антиген — белок, который образуется в злокачественных клетках и на который реагирует иммунная система. Затем эти модифицированные бактерии нанесли на шерсть мышей с онкологическими заболеваниями кожи. В итоге развилась иммунная реакция, и она оказалась настолько сильной, что уничтожила даже агрессивные опухоли, не вызывая при этом воспаление.

Доктор Майкл Фишбах (Michael Fischbach), старший автор исследования, отмечает:

Это похоже на волшебство. На теле лабораторных мышей росли очень агрессивные злокачественные опухоли. Мы провели щадящее лечение: просто взяли тампон с бактериями и натерли шерсть животных на голове.

Результаты этой научной работы были опубликованы 13 апреля 2024 года в журнале Science.

Это не первая попытка помочь иммунной системе в борьбе со злокачественными опухолями с применением микроорганизмов. Например, мы рассказывали о том, как бактерий научили «рисовать мишени» раковых клетках.

Интеллектуальная собственность https://www.euroonco.ru

Невидимые колонизаторы кожи

В норме на поверхности кожи человека обитает огромное количество бактерий, вирусов и грибков. Они не просто мирно сосуществуют с нами, но и приносят пользу, например, помогают поддерживать целостность кожного барьера, защищают от инфекций. Но пока еще мало известно о том, как эти симбионты взаимодействуют с иммунной системой человека.

Например, эпидермальный стафилококк стимулирует образование мощных иммунных клеток — Т-лимфоцитов CD8. Эти «клетки-киллеры» борются с тяжелыми инфекциями и злокачественными опухолями.

Эксперименты показали, что, вставив в хромосому стафилококков ген, кодирующий опухолевый белок-антиген, иммунную систему можно обмануть. В итоге появляются T-лимфоциты CD8, направленные против этого антигена. У мышей эти клетки быстро размножались и мигрировали в организме. Когда T-лимфоциты CD8 встречались со злокачественной опухолью, то они ее уничтожали или резко замедляли ее рост.

Доктор Фишбах так комментирует полученные результаты:

Наблюдать за исчезновением злокачественных опухолей — это было шокирующе. Особенно после того, как мы нанесли генно-модифицированные бактерии совсем в другом месте, не там, где находились новообразования. Мы не сразу поверили, что это действительно происходит.

Секрет T-клеток-«бездельников»

Изначально авторы исследования не планировали бороться со злокачественными опухолями и искать какие-то новые методы лечения. Им хотелось найти ответ на более фундаментальный вопрос: зачем организм тратит ресурсы на производство Т-клеток, направленных против безвредных и даже полезных колонизирующих бактерий? При этом данные T-клетки являются антигенспецифическими, то есть их рецепторы распознают определенную молекулу-мишень стафилококков.

Еще более странным исследователям показался тот факт, что T-лимфоциты CD8, появившиеся из-за эпидермальных стафилококков, не вызывают воспаление. Создавалось впечатление, что они вообще ничего не делают и ни для чего не нужны.

Из всего этого ученые пришли к выводу, что данная разновидность T-лимфоцитов должна фундаментально отличаться от других иммунных клеток. Вместо того чтобы путешествовать по всему телу в поисках угроз, эти клетки остаются под поверхностью кожи и, по-видимому, поддерживают равновесие между организмом хозяина и микрофлорой.

Исследователи решили проверить, способны ли Т-клетки CD8, индуцированные стафилококками, вести себя как обычные T-киллеры. Для этого создали штамм бактерий, продуцирующих другой антиген. В хромосому микроорганизмов ввели ген, кодирующий фрагмент белка овальбумина. Он был выбран, так как овальбумин присутствует во многих изученных опухолях у мышей, таких как агрессивная меланома, и может выступать в качестве ракового антигена.

Затем ученые подселили генно-модифицированные бактерии на тело здоровых мышей. Для этого было достаточно протереть тампоном с бактериями головы животных. Как и ожидалось, колонизация микроорганизмами с новым антигеном не вызвала воспаления и инфекции. Но когда то же проделали у животных со злокачественными опухолями — T-лимфоциты CD8 проявили себя и вступили в бой с аномальными клетками.

Способ лечения, обнаруженный учеными, по сути представляет собой иммунотерапию. Необычно то, что в данном случае применялись представители кожной микрофлоры и особый тип иммунных клеток. О применении этой методики в клинической практике пока говорить очень рано. Нужно провести дополнительные исследования и, если они пройдут успешно, — наступит черед клинических испытаний. О том, как ученые пытаются применять бактерии в борьбе с раком, вы можете узнать подробнее из материала «Бактерии с противораковым эффектом».

Источник: news-medical.net.