Las bacterias generalmente tienen una mala reputación, ya que las personas primero piensan en ciertas cepas que pueden causar enfermedades graves como neumonía o meningitis. Sin embargo, hay muchas bacterias útiles, conocidas como probióticos, que ayudan al cuerpo de diferentes maneras.
Los investigadores de la Universidad de Cincinnati ahora han diseñado un probiótico diseñado para atacar y romper las defensas de las células cancerosas, lo que brinda a las terapias una forma más fácil de matar tumores. Los hallazgos se publicaron recientemente en la revista Materiales avanzados para el cuidado de la salud .
Nalinikanth Kotagiri, PhD, autor principal de este estudio, profesor asistente en la Facultad de Farmacia James L. Winkle de la UC y miembro del Centro de Cáncer de la UC, estudia los "cánceres sólidos" o aquellos definidos como crecimientos celulares anormales en órganos "sólidos"como el de mama o de próstata, a diferencia de la leucemia, un cáncer que afecta a la sangre. Kotagiri explica que muchos cánceres sólidos tienen una matriz extracelular compuesta de colágeno y ácido hialurónico. La matriz forma una barrera alrededor de las células y dificulta la entrada de anticuerpos ycélulas inmunes para llegar a los tumores.
Shindu Thomas, el primer autor de este estudio y estudiante de posgrado en el laboratorio de Kotagiri, trabajó con E. coli Nissle, una bacteria que se ha utilizado como probiótico durante unos 100 años y es diferente de las cepas de E. coli que causanenfermedad. A través de la nueva tecnología, cualquier proteína o enzima se puede fabricar en la bacteria E. coli Nissle.
En este caso, la bacteria se diseñó para secretar una gran cantidad de estructuras más pequeñas llamadas vesículas de la membrana externa en el borde externo de las células. Las vesículas transportan los mismos materiales presentes en la propia bacteria, por lo que los investigadores diseñaron las bacterias para que transporten una enzima quedescompone la matriz extracelular de los cánceres.
Kotagiri dijo que las bacterias tienden a prosperar en ambientes inmunodeficientes y con poco oxígeno, dos características que se encuentran en los cánceres sólidos. Debido a esto, las bacterias especialmente diseñadas se sienten atraídas naturalmente hacia estos cánceres.
"Aprovechamos esta característica única de E. coli Nissle para ubicarlos en estos tumores", dijo Kotagiri. "Y luego, una vez que las bacterias se alojan allí, comienzan a producir vesículas a nanoescala que llevan la enzima mucho más profundamente en el tumor.matriz."
Después de crear el nuevo probiótico, los investigadores estudiaron el efecto de la bacteria en modelos animales de cáncer de mama y de colon. La bacteria se administra por vía intravenosa unos cuatro o cinco días antes del tratamiento del cáncer, lo que permite que la bacteria tenga tiempo de poblar y romper las defensas del cáncer.y prepáralo para llevar al tratamiento.
Después de administrar la bacteria y luego las dosis posteriores de inmunoterapia u otro fármaco farmacéutico utilizado en la terapia dirigida, Kotagiri dijo que los ratones sobrevivieron el doble de tiempo en comparación con los que recibieron solo la terapia contra el cáncer. Las imágenes mostraron que las bacterias y la enzima eran efectivas para descomponerla matriz extracelular y permitir que la terapia llegue a las células cancerosas.
El estudio encontró que la bacteria afectaba los tumores pero no atacaba las células sanas de otros órganos como el corazón, los pulmones, el hígado y el cerebro. Kotagiri dijo que esto demuestra que la bacteria puede ser segura y no provocará infecciones en otras partes del cuerpo.pero es necesario realizar más investigaciones para examinar su seguridad en modelos animales grandes y potencialmente humanos, particularmente en ambientes inmunodeficientes.
"Esto siempre viene con una advertencia sobre cómo puede utilizar esta estrategia sin causar sepsis o infecciones manifiestas en el cuerpo", dijo.
Kotagiri dijo que su laboratorio comenzó a observar más de cerca cómo los probióticos bacterianos pueden abordar los problemas biomédicos alrededor de 2018, ya que hay entre una y dos veces más células bacterianas que células humanas en su cuerpo en un momento dado.
"Hay bacterias en el intestino, en la piel, dentro de los pulmones, dentro de la boca, incluso dentro de los tumores", dijo Kotagiri. "Entonces, ¿por qué no aprovechar eso y encontrar formas interesantes de hacerlas un poco más proactivas?"
Si las bacterias modificadas siguen demostrando ser seguras y eficaces, Kotagiri dijo que hay una amplia variedad de formas de modificar las bacterias para diferentes usos, incluido el uso potencial de las bacterias para tratar enfermedades en el intestino, la boca y la piel.También tiene potencial para diseñar las bacterias armadas con múltiples proteínas y moléculas para hacer una plataforma de monoterapia o terapia que usa un tipo de tratamiento en lugar de simplemente facilitar la terapia de combinación, dijo.
"Entonces, las bacterias pueden servir esencialmente como una nave nodriza que llevaría la carga útil terapéutica necesaria a nichos únicos en el cuerpo y desde allí es una entidad autosuficiente", dijo Kotagiri. "Si bien las posibilidades son infinitas, también existen desafíos importantesTenemos que ser buenos administradores de hacer posible ese tipo de evidencia para que la comunidad entienda cuáles son los límites y qué se puede hacer ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cincinnati . Original escrito por Tim Tedeschi. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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