Исследования с использованием нетоксичных бактерий для борьбы с высокосмертными видами рака готовятся к клиническим испытаниям
Группа ученых Массачусетского университета Amherst-Ernest Pharmaceuticals добилась «захватывающих», благоприятных для пациентов успехов в разработке нетоксичной бактериальной терапии BacID для доставки противораковых препаратов непосредственно в опухоли. Эта новая технология обещает очень безопасное и более эффективное лечение рака с высоким уровнем смертности, включая рак печени, яичников и метастатический рак молочной железы.
Ожидается, что клинические испытания с участием онкологических пациентов начнутся в 2027 году. «Это волнительно, потому что теперь у нас есть все критически важные элементы для создания эффективного бактериального лечения рака», — говорит Нил Форбс, старший автор исследования, недавно опубликованного в журнале Molecular Therapy , и профессор химической инженерии в Массачусетском университете в Амхерсте.
«Мы пытаемся раскрыть потенциал лечения рака на поздней стадии», — добавляет ведущий автор Вишну Раман, получивший докторскую степень в лаборатории Forbes в Институте прикладных наук о жизни Массачусетского университета в Амхерсте (IALS). «Бактерии естественным образом обитают в опухолях, и поскольку это лечение настолько целенаправленное, оно может лечить некоторые виды рака без тяжелых побочных эффектов, которые вы наблюдаете при других систематически применяемых методах лечения, таких как химиотерапия».
Новые результаты являются кульминацией более чем десятилетних исследований Рамана, главного научного сотрудника Ernest Pharmaceuticals, стартапа IALS, основанного Раманом, Форбсом и соавтором Неле Ван Дессель, биоинженером, которая разработала бактериальную систему доставки в качестве постдокторанта в лаборатории Форбса.
Команда занимается тонкой настройкой разработки нетоксичных, генетически модифицированных штаммов сальмонеллы для нацеливания на опухоли и последующего контроля высвобождения противораковых препаратов внутри раковых клеток. Помимо защиты здоровых тканей от повреждений, эта платформа лечения рака способна обеспечить на порядок большую терапию, чем введенная доза, поскольку простые в производстве бактерии экспоненциально растут в опухолях.
«Мы сосредоточились на том, как сделать этот штамм по-настоящему безопасным и удобным для пользователя», — говорит Раман. «Этапы генной инженерии, которые мы предприняли, сделали этот штамм по меньшей мере в 100 раз безопаснее всего, что было опробовано в прошлом».
В этом штамме доставки третьего поколения Раман нашел способ контролировать, когда бактерии, после внутривенной инъекции, проникают в раковые клетки и доставляют терапию. Это значительно улучшило способность нацеливать опухоли на более высокие концентрации лекарственной терапии, а также сделало лечение намного безопаснее.
Метастатическая доставка: BacID (зеленый, со стрелкой) ищет и колонизирует метастатический узел рака груди — размером с ширину одной пряди волос — в легком (синем). Кредит: Университет Массачусетса в Амхерсте
«В штамме первого поколения мы в основном полагались на собственный мозг бактерии, чтобы найти опухоль и провести терапию. Но мы не могли точно контролировать, когда это происходило, поэтому существовали риски, связанные с вторжением в здоровые клетки, а также с преждевременным уничтожением бактерий до того, как они колонизируют опухоли, и мы хотели снизить оба риска», — говорит Раман.
На ранних этапах исследования ученые обнаружили, что именно жгутики бактерий — часть клетки, которая помогает в движении — позволяют бактериям проникать в раковые клетки. Поэтому они спроектировали генетическую схему в бактериях, которая включает производство жгутиков с помощью простой безрецептурной дозы аспирина. Без переключателя, обеспечиваемого салициловой кислотой , активным метаболическим продуктом в крови после приема аспирина человеком, бактерии остаются спящими в опухоли .
«Одной из основных частей этой технологии является контролируемая активация жгутиков», — объясняет Раман. «А другой основной частью является то, что как только бактерии попадают внутрь раковых клеток, мы конструируем их с помощью схемы самоубийства. Таким образом, они разрываются сами по себе и доставляют терапию внутрь раковой клетки».
В доклинических исследованиях с использованием мышиных моделей бактерии вводятся внутривенно. «Они проникают повсюду, но затем иммунная система быстро выводит ослабленные бактерии из здоровой ткани органа в течение двух дней. Бактерии продолжают экспоненциально расти только в опухолях в течение этого времени. На третий день мы даем безрецептурную дозу аспирина, чтобы побудить бактерии проникнуть в раковые клетки, а затем проводим терапию » , — говорит Раман.
«Мы хотели сделать это максимально просто», — добавляет он. «Так пациент мог бы получить инфузию, а через три дня, дома, просто принять пероральную дозу аспирина».
В настоящее время команда сосредоточена на организации процесса получения разрешения регулирующих органов на начало клинических испытаний .
«Мы наблюдаем значительный рост в области лечения рака с помощью микроорганизмов, — говорит Раман, — и гордимся тем, что находимся на переднем крае этой области».