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Utilisant des micros-organismes pour traiter le cancer

Les approches à traiter le cancer sont aussi diverses et nombreuses que les cancers eux-mêmes, s'échelonnant des stratégies chirurgicales, chimiothérapeutiques, et radiotherapeutic plus courantes à des approches plus développées récemment immunotherapeutic et de gène-retouche. Grâce aux avancements récents dans notre capacité d'éditer le génome, quelques organismes de recherche travaille vers produire les bactéries thérapeutiques avec des applications dans un large éventail de maladies.

Crédit d'image : nobeastsofierce/Shuttershock.com

Ces micros-organismes peuvent pénétrer profondément dans le parenchyme désordonné des tumeurs mieux que beaucoup d'autres médicaments chimiothérapeutiques de petite molécule. Une fois qu'en position, ils peuvent être conçus pour produire de façon innée des composés d'intérêt, tels qu'un ou plusieurs médicaments anticancéreux avec des effets potentiellement synergiques. Beaucoup de bactéries anaérobies sont de façon innée tumeur-visantes et détruisantes et peuvent être modifiées pour s'assurer qu'elles sont non pathogènes vers des êtres humains tout en mettant à jour cette propriété.

Histoire de bacteriotherapy

Utilisant des bactéries pour le traitement contre le cancer a été vérifié de dès le 19ème siècle, avec William B. Coley injectant les organismes streptococciques dans des patients présentant le cancer inopérable en 1891. Les variations de cette demande de règlement ont été assimilé efficaces prouvé contre des carcinomes d'os et de tissu mou en particulier.

Au cours des plusieurs années à venir, les milliers de patients ont reçu cette demande de règlement à son hôpital à New York. Pendant que la radio et la chimiothérapie devenaient des options plus facilement disponibles de demande de règlement, cette stratégie de demande de règlement est tombée dans la désuétude ; beaucoup d'autres chercheurs médicaux alors n'ont pas cru que le traitement pourrait être efficace.

Nous pouvons maintenant apprécier que ceci pourrait être considéré une forme tôt d'immunothérapie, induisant le système immunitaire inné pour attaquer le tissu cancéreux ou les cellules par l'exposition aux agents pathogènes doux.

Désignation d'objectifs des tumeurs avec des bactéries

Beaucoup d'organismes de recherche visant à produire des traitements du cancer basés sur bactéries ont expliqué la capacité de produire des tensions de tumeur-désignation d'objectifs hautement spécifiques qui s'accumulent exclusivement dans l'emplacement désiré après administration intraveineuse. L'active et le passif visant des mécanismes ont réalisé ceci. Les mécanismes passifs se rapportent à l'occlusion dans la tumeur réseau vasculaire hautement fenêtré et désordonné pendant la circulation régulière, alors que l'active sont ceux pilotés par des interactions entre les bactéries et la tumeur.

Des bactéries peuvent être aidées à l'accumulation passive dans des tumeurs par le relâchement des agents inflammatoires tels que le facteur-α de nécrose tumorale, qui servent alors « à sceller » les bactéries en dedans.

L'Active visant se rapporte habituellement à l'ajout des ligands qui facilitent une interaction élogieuse avec des récepteurs de surface de cellules, permettant l'entrée. D'autres interactions physico-chimiques de façon innée actuelles peuvent induire l'accumulation de bactéries dans des tumeurs, telles que des anaérobies entraîné dedans par l'environnement à faible teneur en oxygène du tissu tumoral.

Des interactions avec une spécificité plus élevée peuvent également être utilisées pour la localisation. Par exemple, la bactérie de Listeria peut infecter des cellules dendritiques, des macrophages, et des cellules myéloïde-dérivées d'éliminateur, qui alors sont directement fournies à la tumeur. Ici, des bactéries sont protégées contre des cellules immunitaires en transit au site tumoral, alors que qui restent en tissu sain en sont rapidement éliminés.

Tant que de l'énergie peut être tirée de l'environnement par l'intermédiaire des procédés métaboliques, ces micros-organismes automoteurs peuvent disperser profondément et largement dans tout le tissu tumoral.

En effet, beaucoup d'études ont expliqué que trois types distincts de colonies apparaissent fréquemment dans toutes les bactéries de tumeur une fois sont appliqués : les grandes colonies de prolifération s'approchent des vaisseaux sanguins et de plus petites colonies tout près ou profondément dans le tissu.

Quelques bactéries sont plus efficaces au tissu tumoral sélecteur de désignation d'objectifs et pénétrant que d'autres, avec les formes modifiées de la tension bactérienne S. Typhimurium ayant expliqué la tumeur : rapports de préférence de prise de tissu sain aussi élevés que 10.000 : 1.

L'introduction des mutations élément-dépendantes spécifiques aux bactéries a été également essayée la réussite, étant coupé la capacité de métaboliser des molécules trouvées dans tout le fuselage, tel que l'arginine, tout en introduisant le métabolisme des purines, qui sont plus courantes dans des tumeurs. L'accroissement de colonie est pour cette raison encouragé dans des tumeurs plutôt qu'ailleurs dans le fuselage.

Traitement de tumeur avec des bactéries

Une fois dans une tumeur, les bactéries peuvent de façon innée induire la régression tumorale par les mécanismes variés : induisant l'apoptose ou autophagy, produisant des toxines, des éléments nutritifs de utilisation compétitif, la régulation positive des antigènes qui avisent des cellules dendritiques, et le downregulation des enzymes immunodépressrices. Beaucoup de cellules immunitaires émigrent au site de l'infection et produisent par la suite des cytokines et des chémokines telles que l'interleukine et le facteur de nécrose tumorale, qui activent alors des cellules de T et des cellules tueuses naturelles.

En tant que technologie discutée et moderne de gène-retouche permet à des micros-organismes de repurposed comme agent anticancéreux, avec un de l'altération la plus indispensable étant atténuation de virulence. Ce procédé permet à des tensions toxiques d'être utilisées mieux et s'assure que le système immunitaire n'attaque pas les bactéries prématurément.

Notez que plusieurs des actions antitumorales des bactéries sont le résultat de leur virulence. Assurer que de telles tensions sont non pathogènes aux êtres humains tout en mettant à jour leur pouvoir vers des tumeurs est essentiel. Par exemple, des tensions de salmonelle ont été conçues pour enlever des gènes responsables de la virulence et la capacité de produire des inflammasomes et des cytokines proinflammatory maintenus.

Le métabolisme d'une bactérie peut être conçu pour produire une molécule particulière d'intérêt, souvent un médicament cytotoxique utilisé dans le traitement du cancer. Ces médicaments sont toxiques à toutes les cellules, ainsi imprégner les bactéries avec un signe déclenché de production ou de desserrage par le passé dans la tumeur serait avantageux au-dessus de la chimiothérapie régulière dans des effets diminuants de hors circuit-objectif.

Beaucoup de tumeurs montrent les niveaux à faible teneur en oxygène et de pH, que les bactéries ont exploités dans des scénarios de la distribution de médicament. Par exemple, une bactérie peut être effectuée pour exprimer la molécule seulement quand dans des conditions anaérobies. Pendant que les bactéries rassemblent dans de grands nombres dans la tumeur, la détection de quorum peut déclencher la production de médicament. L'introduction d'autres déclencheurs externes, tels que les produits chimiques ou la lumière, peut également être appliquée pour réaliser le même résultat.

Source

  • McCarthy (2006) les toxines de William B. Coley et la demande de règlement des sarcomes d'os et de tissu mou. Tourillon orthopédique de l'Iowa.
  • www.ncbi.nlm.nih.gov/.../
  • 2019) interactions de Bactérie-cancer de Duong et autres (: traitement du cancer basé sur bactéries. Médicament expérimental et moléculaire.
  • https://www.nature.com/articles/s12276-019-0297-0
  • 2019) bactéries thérapeutiques de Sedighi et autres (pour combattre le cancer ; avances actuelles, défis, et opportunités. Médicament de cancer.
  • www.ncbi.nlm.nih.gov/.../

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Last Updated: Aug 5, 2021

Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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