Bilim insanlarından oluşan bir ekip, kanseri içeriden dışarıya doğru yiyebilen bakteriler geliştirdi

Bilim insanlarından oluşan bir ekip, kanseri içeriden dışarıya doğru yiyebilen bakteriler geliştirdi

Kanada'nın Ontario eyaletindeki Waterloo Üniversitesi'nden araştırmacılar, tümörleri içeriden dışarıya doğru yiyebilen genetik olarak tasarlanmış bakterilerin kanserle mücadelede yeni bir yaklaşım sağlayabileceğini bildiriyor.

Bu yöntem, katı kanserlerdeki önemli bir zayıflığı, yani tümör hücreleri öldükçe ve kan tedariklerini aştıkça oluşan oksijensiz çekirdeği kullanmayı amaçlıyor.

Araştırmacılar, toprakta yaygın olarak bulunan ve yalnızca oksijen içermeyen ortamlarda hayatta kalabilen Clostridium sporogenes adlı bir bakteriyle çalışıyorlar.

Bu durum, birçok katı tümörün merkezini organizmanın büyümesi için ideal bir yer haline getiriyor. İçeri girdikten sonra, bakteriler çoğalabilir ve kanserli dokuyu içeriden dışarıya doğru parçalamaya ve yenmeye başlayabilir.

Bu fikir, bakterileri tümörleri hedef almak için kullanmaya yönelik uzun süredir devam eden bilimsel ilgiye dayanıyor, ancak Waterloo liderliğindeki ekip, önceki çabaları sınırlayan bir sorunu çözmeye çalışıyor.

C. sporogenes tümörlerin derinliklerinde gelişirken, az miktarda oksijenin bulunduğu dış kenarlara yakın yerlerde hayatta kalamaz. Sonuç olarak, bakteriler tümörü tamamen yok edip işi bitirmeden önce ölürler.

Araştırmacıların çözümü genetik mühendisliği içeriyor.

İlgili bir bakteriden alınan bir geni ekleyerek Clostridium sporogenes'in oksijene daha iyi tolerans göstermesini sağladılar. Bu modifikasyon, bakterilerin oksijen seviyelerinin biraz daha yüksek olduğu tümörün dış bölgelerine yaklaştıkça daha uzun süre hayatta kalmalarına yardımcı olur.

Ancak, bakterilere oksijene tolerans gösterme yeteneği kazandırmak yeni bir risk yarattı. Gen çok erken aktif hale gelirse, bakteriler potansiyel olarak kan dolaşımı gibi oksijen açısından zengin vücut bölgelerinde hayatta kalabilirler; bu bölgelerde büyümeleri amaçlanmamıştır.

Bunu önlemek için ekip, quorum sensing olarak bilinen doğal bir bakteri iletişim sistemine yöneldi. Bu sistem, bakterilerin büyüyüp çoğaldıkça saldıkları kimyasal sinyallere dayanır. Az sayıda bakteri mevcut olduğunda sinyal zayıf kalır. Popülasyon belirli bir boyuta ulaştığında, sinyal belirli genleri aktive edecek kadar güçlü hale gelir.

Bu durumda, oksijen toleransı geni, çok sayıda bakteri tümörün içinde toplandıktan sonra aktif hale gelecek şekilde tasarlanmıştır. Bu zamanlama, bakterilerin oksijen açısından zengin ortamlarda inaktif kalmasını ve ancak kanser içinde güvenli bir şekilde yerleştikten sonra ek hayatta kalma yeteneği kazanmasını sağlar.

Makalenin yazarı ve kimya mühendisi profesör Marc Aucoin bir açıklamada, “Bakteri sporları tümöre girer, bol miktarda besin ve oksijenin olmadığı bir ortam bulur… biz şimdi bu merkezi alanı kolonize ediyoruz ve bakteri esasen vücudu tümörden arındırıyor” dedi.

Daha önceki çalışmalarında, araştırmacılar C. sporogenes'in oksijene tolerans gösterecek şekilde genetik olarak değiştirilebileceğini göstermişlerdi. Bir sonraki çalışmada, bakterileri yeşil floresan protein üretecek şekilde tasarlayarak quorum-sensing sistemlerini test ettiler. Parıltı, bilim insanlarının gen aktivasyonunun yalnızca bakteri sayısı istenen seviyeye ulaştığında gerçekleştiğini doğrulamalarına olanak sağladı.

Bir sonraki adım, her iki gelişmeyi de -oksijen dirençli gen ve quorum-sensing kontrol sistemi- tek bir bakteride birleştirmektir. Ekip, bu genetik olarak tasarlanmış organizmayı, katı kanserleri daha kapsamlı bir şekilde parçalayıp parçalayamayacağını görmek için klinik öncesi tümör modellerinde test etmeyi planlıyor.

Gelecekteki testlerde başarılı olursa, genetik olarak tasarlanmış bakteriler, tümörleri içeriden zayıflatmak veya yok etmek için oldukça hedefli bir yöntem sunabilir.

Kaynak: NW