A baktériumok patogén tulajdonságainak hangsúlyozása után némi meglepetéssel szolgált az a felismerés, ami széles körben ismertté tette a jótékony (bél)baktériumok létezését. Ennek fényében ma már talán nem is annyira meglepő, hogy létezhetnek olyan baktériumok, amik gyulladásban lévő vagy tumoros régiókban növekednek. Ez utóbbi típusú, például bizonyos fajta daganatokat kolonizáló baktériumok létezése előnyösen kihasználható, ha a cél a citotoxikus hatóanyagok daganatos régiókba való szelektív bejuttatása és felszabadítása.
Elismerésre méltó felfedezés
A gyógyszeres terápia, a ciklikus hatóanyag-felszabadítás és a daganatok terápiája szempontjából is mérföldkövet jelenthet az a Nature folyóiratban megjelent felfedezés, ami a genetikailag programozott baktériumok daganatellenes terápiában való eredményes alkalmazhatóságáról számol be. Ez alapján bizonyos baktériumfajok egy adott baktériumszám/terület (=denzitás) elérését követően spontán lízis során nagyrészt elpusztulnak, miközben a genetikailag beléjük kódolt információt és/vagy hatóanyagot szabadon bocsájtva a környezetükben található tumorsejtek pusztulásához vezetnek. A bakteriális apoptózis/lízis azonban nem száz százalékos, így a néhány túlélő baktérium egy újabb kolónia formálására képes, egy újabb lízissel és hatóanyag-felszabadulással járó ciklust elindítva, a beléjük kódolt információ- és/vagy hatóanyag-felszabadulás ciklikus jellegét biztosítva.
Tumorellenes Salmonella-baktériumok
A Salmonella baktériumok genetikai anyagába bizonyos géneket beültetve elérhető, hogy a baktériumok egy ún. AHL-proteint termeljenek, ami a baktérium-kolónia és a kolonizált tumorsejtek közötti térben terjed el. Ez az AHL-fehérje különféle bakteriális gének be-, illetve kikapcsolásával szabályozza a bakteriális kolónia méretét. Amikor a baktérium-kolónia méretének a növekedésével párhuzamosan az AHL-koncentráció egy bizonyos határértéket elér, akkor a fehérje a kolóniát képző baktériumsejtek líziséhez vezető anyag előállítását indukálja, azaz a kellőképpen nagyméretű baktérium-populáció „apoptózisát” indítja el. Néhány baktérium azonban túléli ezt a fajta „öngyilkos támadást”, és a lízist követően, egy ciklikus folyamat részeként, újabb kolóniák képzését indítja el.
A daganatellenes terápia céljából a ciklikus lízist kiváltó genetikai információ mellett egy további gént is tartalmaznak a kísérletben alkalmazott Salmonella-baktériumok: a tumorsejtek elöléséhez szükséges hemolizin-E előállításához szükséges genetikai információt.
Állatkísérletek támasztják alá a módszer sikerességét
A genetikailag módosított, daganatellenes hatóanyagot előállító Salmonella baktériumokkal állatkísérletesen sikerült igazolni a baktérium-populáció pulzatilis dinamikáját. A „baktérium-drónok” szerepét egerekkel is igazolta a kutatócsoport: a lizáló baktériumok kemoterápiás szerekkel kombinációban való alkalmazása az egerek tumor-aktivitásának csökkenéséhez és markáns túlélés-növekedéshez vezetett a monoterápiában való alkalmazásokkal szemben: ilyen módon a bél- és májdaganatos egerek túlélését mintegy 50 százalékkal sikerült növelni.
A ciklikus hatóanyag-felszabadulás számos kórkép kezelésében kiaknázható
Az új koncepcióról nyilatkozó kutatók véleménye szerint a citotoxikus anyagot szállító bakteriális drónok daganatellenes alkalmazása „elegáns megoldás”, aminek részeként a baktériumok „szinkronizált megsemmisülése figyelemre méltó”.
Azon túlmenően, hogy a citotoxikus hatóanyagot szállító, programozott baktériumoknak a jövő daganatellenes terápiájában helye lehet, a farmakoterápia egyéb területein is kecsegtető eredményekkel szolgálhat az alkalmazásuk. Mint arra Shibin Zhou, a Johns Hopkins Egyetem mutatója is rámutat egy Nature kommentárjában, „a ciklikus hatóanyag-felszabadulás megvalósítása hasznos lehet valamennyi olyan kórkép kezelésében, ahol gyakori hatóanyag-adagolásra van szükség, mint pl. diabétesz vagy magas vérnyomás esetén”.
