Forradalmi áttörést hozhat a rák elleni küzdelemben egy baktérium

A daganatos megbetegedések leküzdése az orvostudomány előtt álló egyik legnagyobb kihívás, és annak ellenére, hogy napjainkban már számos ígéretes terápia létezik, mindeddig még nem sikerült valódi áttörést elérni az évente sok millió áldozatot követelő rettegett betegség elleni harcban. Egy közelmúltban megjelent tanulmány olyan merőben új megközelítést alkalmaz a tumorsejtek elpusztítására, ami akár forradalmi áttörést is jelenthet a rák ellen folytatott eddigi hosszú küzdelemben. A tanulmány szerint a veszélyes tumorsejteket egy anaerob baktériumfaj képes úgy megsemmisíteni, hogy eközben nem károsítja az egészséges sejteket.

Áttörést hozhat egy baktérium a rákellenes küzdelemben Fotó: AFP/Sciepro

Oxigénrezisztenssé tették a C. sporogenes  baktériumot  Fotó: RobAid

 Ezt az eredményt már 2023-ban publikálták. 

Ám az is létfontosságú szempont, hogy az oxigénhez alkalmazkodni képes C. sporogenes nem váljon túl virulenssé. 

Ha ugyanis a baktériumok tökéletesen alkalmazkodnak az oxigénben gazdag környezethez, akkor már semmi sem akadályozza meg őket abban, hogy bekerülve a véráramba a test egyéb szervi rendszereiben is elszaporodjanak, azaz a daganat elpusztítása után egy újabb kihívással kell szembenézni. Ám a tudósok erre a problémára is találtak egy zseniális megoldást az új tanulmányukban, ami az úgynevezett kórumérzékelést, a baktériumok egy veleszületett különleges tulajdonságát alkalmazza.

Biológiai áramkör, amivel irányítható a baktériumok oxigénrezisztenciája

A kvórumérzékelés a baktériumok sajátos kémiai jeleken alapuló kommunikációjának az egyik módja. A kvórumérzékeléssel a mikrobák képesek felmérni a telepük méretét és ennek megfelelően szabályozzák a kolónia fennmaradása szempontjából létfontosságú enzimek és más szerves anyagok termelésének a mennyiségét. A telepen belül minden egyes baktérium kémiai jeleket bocsát ki magából. Ahogy elkezdenek szaporodni és ennek következtében a kolónia is növekedésnek indul, megugrik a baktériumok termelte vegyi anyagok mennyisége, és így az általuk kibocsátott kémiai jelek erőssége is.

A C. sporogenes  baktérium ígéretes fegyver lehet a rák ellen   Fotó: Kateryna Kon/Shutterstoc / Ilf Science

A tudósok azt is elmagyarázzák a tanulmányukban, hogy a kvórumérzékelés segítségével  hogyan tudta a kutatócsoport a Staphylococcus aureus baktériumból származó gén segítségével a C. sporogenes genetikailag manipulált egyedeit létrehozni, egy zöld fluoreszcens fehérjét használva fel a módosított egyedekből álló kolónia sikeres integrációjának vizuális markereként. A szerzők azt írják, hogy a tanulmány „bemutatja az első sikeres mérnöki megoldást” az ilyen típusú kvórumérzékelés alkalmazására egy olyan anaerob baktériumban, mint amilyen a C. sporogenes. „Műszaki biológia segítségével építettünk egy elektromos áramkörhöz hasonló struktúrát, de vezetékek helyett DNS-darabokat használtunk” – mondja Dr. Brian Ingalls, a Waterloo-i Egyetem alkalmazott matematikaprofesszora, és a tanulmány vezető szerzője.

Az orvostudomány számára a rák elleni küzdelem az egyik legnagyobb kihívás   Fotó: Science Photo Library/Kateryna Kon

Az eddig elért eredmények fontos előrelépést jelentenek a jövőbeli terápiás kísérletek elkezdéséhez, 

amihez elengedhetetlen feltételnek számított a kvórumérzékelő rendszer kombinálása az oxigéntolerancia genetikai módosításával. A végső cél az, hogy az oxigénrezisztenciát képesek legyünk szabályozottan kiiktatni azt követően, hogy a baktériumok elvégezték a feladatukat és elpusztították az összes daganatot még azt megelőzően, hogy képessé válnának a test más részein való megtelepedésre.

Az angol nyelven publikált tanulmány itt olvasható el.

A kanadai Waterloo-i Egyetem szaktudósai felfedezték, hogy:

• a Clostridium sporogenes fajnevű anaerob baktérium, számára,
• a szilárd tumorok oxigénmentes belseje ideális környezetnek számít,
• amelyben elkezdenek szaporodni és a tumor sejtjeivel táplálkozva,
• teljesen elpusztítják a daganatot.