Бактерии-«троянские кони» доставляют убивающие рак вирусы в опухоли

Исследователи объединили бактерии и вирусы в команду для борьбы с раком, которая может обходить иммунную защиту, находить опухоли и безопасно уничтожать раковые клетки. Фото: Shutterstock

Учёные из Колумбийского университета разработали новую терапию рака, заставив бактерии и вирусы работать в команде. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Biomedical Engineering, лаборатория синтетических биологических систем показала, как их система прячет вирус внутри бактерии, ищущей опухоль, скрывает его от иммунной системы и выпускает прямо в раковые ткани.

Новая платформа сочетает способность бактерий находить и атаковать опухоли с естественной склонностью вирусов заражать и убивать раковые клетки. Профессор биомедицинской инженерии Тал Данино возглавил команду, создавшую систему под названием CAPPSID (Coordinated Activity of Prokaryote and Picornavirus for Safe Intracellular Delivery). В работе также участвовал эксперт по вирусологии Чарльз М. Райс из Университета Рокфеллера.

«Мы стремились улучшить бактериальную терапию рака, позволив бактериям доставлять и активировать терапевтический вирус прямо внутри опухолевых клеток, одновременно ограничивая его распространение за пределами опухоли», — говорит соавтор исследования Джонатан Пабон, кандидат MD/PhD в Колумбийском университете.

Исследователи считают, что эта технология, проверенная на мышах, является первым примером искусственно созданного взаимодействия между бактериями и вирусами, нацеленными на рак.

«Объединив бактериальную инженерию с синтетической вирусологией, мы открываем путь к терапии с участием нескольких организмов, которая может достичь гораздо большего, чем любой отдельный микроб», — отмечает Закэри С. Сингер, соавтор исследования и бывший постдок в лаборатории Тала Данино.

Обход иммунной системы

Одна из главных проблем терапии онколитическими вирусами — защитные механизмы организма. Если у пациента есть антитела к вирусу (из-за предыдущей инфекции или вакцинации), они могут нейтрализовать его до того, как он достигнет опухоли. Команда Колумбийского университета решила эту проблему, спрятав вирус внутри бактерий, ищущих опухоль.

«Бактерии действуют как плащ-невидимка, скрывая вирус от антител и доставляя его туда, где он нужен», — объясняет Сингер.

Таргетирование опухоли

Бактериальная часть системы — это Salmonella typhimurium, вид, который естественным образом мигрирует в бедную кислородом, но богатую питательными веществами среду внутри опухолей. Там бактерии проникают в раковые клетки и высвобождают вирус прямо внутрь опухоли.

«Мы запрограммировали бактерии действовать как троянский конь, доставляя вирусную РНК в опухоли и затем растворяясь внутри раковых клеток, чтобы выпустить вирусный геном, который может распространяться между ними», — говорит Сингер.

Безопасность и перспективы

Чтобы предотвратить неконтролируемое распространение вируса за пределами опухоли, учёные добавили молекулярный «замок»: вирус не может размножаться без молекулы, которую получает только от бактерий. Поскольку бактерии остаются в опухоли, этот механизм обеспечивает дополнительную безопасность.

Команда уже подала заявку на патент (WO2024254419A2) и продолжает тестировать систему на разных типах рака, чтобы создать «набор» вирусных терапий, способных адаптироваться к условиям внутри клетки.

Источники: sciencedaily.com, Columbia University