Blogis, kuris naikina dar didesnį blogį: salmonelės bakterijos medikams padės gelbėti gyvybes

Jos buvo modifikuotos taip, kad, užuot kenkusios žmonėms, žudytų auglius, rašo „The Atlantic“.

J.Hasty vadovaujami mokslininkai sukūrė mikrobus taip, kad jie gamintų įvairius priešvėžinius vaistus ir automatiškai susinaikintų pasiekę tam tikrą tankumą. Prieš žūdamos bakterijos išleidžia toksišką užtaisą, kad užmuštų aplink jas esančias auglio ląsteles.

„Tai tarsi kamikadzės misija“, – aiškino J.Hasty. Tačiau ne visos bakterijos žūva. Maždaug 10 proc. jų išgyvena ir gali iš naujo inicijuoti populiacijos padidėjimą ir vėl iš naujo žudyti auglių ląsteles.

Kol kas genetiškai modifikuoti mikrobai buvo patikrinti tik laboratorinėse ląstelėse ir pelėse. Žinoma, yra dar daug neišspręstų tokio metodo saugumo ir efektyvumo iššūkių ir kol kas iki legalaus vėžio gydymo būdo dar toli.

Tačiau tai nėra taip svarbu. Svarbiausia, kad J.Hasty sukūrė probiotikus su chronometru, arba snaudimo mygtuku. Jam pavyko įrodyti, kad įmanoma sukurti bakterijas taip, kad šios vaistus išleistų reguliariais intervalais pagal nustatytą genetinį metronomą.

Tokio tipo gydymas gali būti naudingas ne tik vėžio, bet ir kitų ligų, pavyzdžiui, diabeto ar aukšto kraujospūdžio, gydymui. Mokslininkai ir medikai bakterijas nukreipti prieš vėžį mėgino daugiau nei šimtmetį.

1891-aisiais chirurgas Williamas Coley apkrėtė vėžiu sergančius pacientus Streptococcus bakterija manydamas, kad visi mikrobai sukels imuninį atsaką, kuris taip pat išnaikins ir vėžio ląsteles. Coley‘is tokiu būdu išgydė daugiau nei tūkstantį žmonių – dalis jų pasveiko visiškai, kiti – ne. Kadangi tyrimo rezultatus įvertinti tiksliai buvo labai sunku, jį visi greitai pamiršo.

Prie tyrimo ir vėl sugrįžta tuomet, kai daktarai suprato, kad augliai nebuvo sterilūs, kaip manyta ilgą laiką, o iš tiesų turėjo aibę mikrobų. Deguonies nekenčiančios bakterijos, kurios klesti mūsų žarnynuose, galėjo augti auglių viduje.

Žinios apie tokius mikrobus patraukė mokslininkų dėmesį, nes vienas didžiausių vėžio gydymo metodų iššūkių yra pristatyti vaistus į auglius. Jeigu auglius naikinantys mikrobai galėtų būti sukurti taip, kad gamintų tuos vaistus, jie taptų tarsi Trojos arkliais.

Pirmiausiai reikia parinkti tinkamą mikrobą, o salmonelės bakterijos tam puikiai tinka. Jos gali išgyventi be deguonies ir kaupiasi augliuose. Jos taip pat artimai susijusios su Escherichia coli – šių dienų biologų mėgstama bakterija. Tai reiškia, kad visos E.coli kūrimui sumanytos technikos gali būti pritaikytos ir salmonelės bakterijoms.

Tačiau bakterijos yra gyvi organizmai. Jos auga, dauginasi, sukelia imuninį atsaką. Anksčiau mokslininkai jau yra atlikę bandymų su salmonelės bakterijomis ir rezultatai buvo prasti. Bandomosios pelytės buvo nužudytos, nes, manoma, buvo paveiktos labai didelio kiekio bakterijų.

J.Hasty pradėjo dirbti su „nukenksmintomis“ salmonelės bakterijomis, kurios nesukelia ligų, ir jas praturtino gebėjimu gaminti vaistus, naikinančius auglius. Jis taip pat įdėjo genus, kuriuos bakterijas žudantys virusai naudoja tam, kad sunaikintų jų aukas, ir visa tai pririšo prie genų, kurias salmonelės ir kitos bakterijos naudoja tam, kad aptiktų viena kitą.

Rezultatas – vaistus gaminantis mikrobas su iš anksto įdiegta populiacijos kontrole. Tiesa, kaip atkreipė dėmesį Bethas McCormickas iš Masačusetso medicinos mokyklos, reikia nepamiršti, kad tai vis dar yra bakterijos, kurios gali sukelti uždegimą ar kitas imuniteto problemas.

„Tačiau šios sinchronizuotos grandinės leidžia pastovų, tačiau žemą infekcijos lygį, o tai gali padėti išspręsti problemas su imuniniu atsaku. Tai – puikus pirmasis žingsnis“, – sakė B.McCormickas.

Šis savaiminio susinaikinimo metodas ne tik sustabdo bakterijų populiaciją nuo peraugimo, bet ir pristato didelę dozę vaistų tiesiai auglį. Užprogramuoti bakteriją, kad ši pristatytų aibę įvairių vaistų, nėra sunku. Tyrėjai išmėgino tris vaistus: nespecifinį toksiną, kuris prasiskina kelią į žinduolių ląsteles, medžiagą, kuri simuliuoja imuninę sistemą, ir dar vieną medžiagą, kuri verčia vėžio ląsteles nusižudyti.

Vėliau kiti kolegos, vadovaujami Sangeeta Bhatia iš Masačusetso technologijų instituto, patikrino mikrobus su pelėmis, kuriose nepagydomi augliai buvo išsivystę kepenyse. Bakterijos pavieniui veikė ne ką geriau negu standartiniai chemoterapijos vaistai, tačiau jas sudėjus kartu, augliai susitraukė trečdaliu, o pelės gyveno dvigubai ilgiau.

„Salmonelės gali augti auglio regione, kuriame mažai deguonies, ir kur chemoterapija nėra tokia efektyvi. Bakterija patenka už priešo linijų ir dirba iš vidaus, o chemoterapija – augančiame auglio apvalkale“, – sakė S.Bhatia.