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Usando micro-organismos para tratar o cancro

As aproximações a tratar o cancro são tão variadas e numerosas quanto os cancros eles mesmos, variando das estratégias cirúrgicas, quimioterapêuticas, e radiotherapeutic mais comuns a immunotherapeutic mais recentemente desenvolvido e a gene-editar aproximações. Os agradecimentos aos avanços recentes em nossa capacidade para editar o genoma, alguns grupos de investigação estão trabalhando para a criação das bactérias terapêuticas com as aplicações em uma vasta gama de doenças.

Crédito de imagem: nobeastsofierce/Shuttershock.com

Estes micro-organismos podem penetrar profundamente no parênquima desorganizado dos tumores melhor do que muitas outras drogas quimioterapêuticas da pequeno-molécula. Uma vez em posição, podem ser projectados para produzir inata compostos do interesse, tais como umas ou várias drogas anticancerosas com efeitos potencial sinérgicos. Muitas bactérias anaeróbicas são inata deescolha de objectivos e de destruição e podem ser alteradas para assegurar-se de que sejam não-patogénicos para seres humanos ao manter esta propriedade.

História de bacteriotherapy

Utilizando as bactérias para o tratamento contra o cancro foi investigado a partir do século XIX, com William B. Pescada que injeta organismos streptococcal em pacientes com cancro inoperável em 1891. As variações deste tratamento foram similarmente eficazes provado contra carcinomas do osso e do macio-tecido em particular.

Durante os próximos diversos anos, os milhares de pacientes receberam este tratamento em seu hospital em New York. Enquanto o rádio e a quimioterapia se tornaram mais prontamente - as opções disponíveis do tratamento, esta estratégia do tratamento caíram no desuso; muitos outros pesquisadores médicos naquele tempo não acreditaram que a terapia poderia ser eficaz.

Nós podemos agora apreciar que este poderia ser considerado um formulário adiantado da imunoterapia, induzindo o sistema imunitário inato para atacar o tecido cancerígeno ou as pilhas pela exposição aos micróbios patogénicos suaves.

Visando tumores com bactérias

Muitos grupos de investigação que apontam produzir terapias bactéria-baseadas do cancro demonstraram a capacidade para gerar as tensões deescolha de objectivos altamente específicas que acumulam exclusivamente no lugar desejado que segue a administração intravenosa. O active e a voz passiva que visa mecanismos conseguiram este. Os mecanismos passivos referem a armadilha dentro do tumor vasculature altamente fenestrado e desorganizado durante a circulação regular, quando o active for aqueles conduzidos por interacções entre as bactérias e o tumor.

As bactérias podem ser ajudadas na acumulação passiva dentro dos tumores liberando dos agentes inflamatórios tais como o factor-α da necrose do tumor, que servem então “para selar dentro” as bactérias.

O Active que visa refere geralmente a adição de ligantes que facilitam uma interacção elogiosa com os receptors da superfície da pilha, permitindo a entrada. Outras interacções físico-químicas inata actuais podem induzir a acumulação de bactérias dentro dos tumores, tais como os anaeróbios que estão sendo desenhados dentro pelo baixo ambiente do oxigênio do tecido do tumor.

As interacções com uma especificidade mais alta podem igualmente ser utilizadas para a localização. Por exemplo, a bactéria do Listeria pode contaminar pilhas dendrítico, macrófagos, e as pilhas mielóide-derivadas do supressor, que são entregadas então directamente ao tumor. Aqui, as bactérias forem protegidas das pilhas imunes quando no trânsito ao local do tumor, visto que algumas que permanecerem no tecido saudável são eliminadas rapidamente.

Enquanto a energia pode ser seleccionada do ambiente através dos processos metabólicos, estes micro-organismos autopropulsores podem dispersar-se profundamente e extensamente durante todo o tecido do tumor.

Certamente, muitos estudos demonstraram que três tipos distintos de colônias aparecem freqüentemente durante todo as bactérias do tumor uma vez são aplicados: as grandes colônias proliferando aproximam vasos sanguíneos e colônias menores próximo ou profundamente no tecido.

Algumas bactérias são mais eficientes no tecido selectivamente de escolha de objectivos e de penetração do tumor do que outro, com formulários alterados da tensão bacteriana S. Typhimurium que demonstra o tumor: relações de preferência saudáveis da tomada do tecido tão altas quanto 10.000: 1.

Introduzir mutações nutriente-dependentes específicas às bactérias foi tentada igualmente com o sucesso, removendo a capacidade para metabolizar as moléculas encontradas durante todo o corpo, tal como a arginina, ao promover o metabolismo das purina, que são mais comuns dentro dos tumores. O crescimento da colônia é incentivado conseqüentemente dentro dos tumores um pouco do que em outra parte no corpo.

Terapia do tumor com bactérias

Uma vez dentro de um tumor, as bactérias podem inata induzir a regressão do tumor por vários mecanismos: induzindo o apoptosis ou autophagy, produzindo toxinas, nutrientes de consumo competitiva, upregulation dos antígenos que informam pilhas dendrítico, e downregulation de enzimas immunosuppressive. Muitas pilhas imunes migram ao local da infecção e produzem subseqüentemente cytokines e chemokines tais como o factor do interleukin e de necrose de tumor, que activam então pilhas de T e pilhas de assassino naturais.

Como a tecnologia deedição discutida, moderna permite que os micro-organismos sido repurposed como um agente anticanceroso, com uma das alterações as mais vitais que são atenuação da virulência. Este processo permite tensões tóxicas de ser utilizado melhor e assegura-se de que o sistema imunitário não ataque as bactérias prematuramente.

Note que muitas das acções antitumorosas das bactérias são o resultado de sua virulência. Assegurar que tais tensões são não-patogénicos aos seres humanos ao manter sua potência para tumores é crucial. Por exemplo, as tensões das salmonelas foram projectadas para remover os genes responsáveis para a virulência e a capacidade produzir os inflammasomes e os cytokines proinflammatory retidos.

O metabolismo de uma bactéria pode ser projectado para produzir uma molécula particular do interesse, frequentemente uma droga citotóxico utilizada na terapia do cancro. Estas drogas são tóxicas a todas as pilhas, assim que impregnar as bactérias com um sinal provocado da produção ou da liberação uma vez dentro do tumor seria vantajosa sobre a quimioterapia regular em efeitos de diminuição do fora-alvo.

Muitos tumores exibem os baixos níveis do oxigênio e do pH, que as bactérias exploraram em encenações da entrega da droga. Por exemplo, uma bactéria puder ser feita para expressar a molécula somente quando sob circunstâncias anaeróbicas. Enquanto as bactérias se reunem em grandes números dentro do tumor, a detecção do quorum pode provocar a produção da droga. Introduzir outros disparadores externos, tais como produtos químicos ou luz, pode igualmente ser aplicada para conseguir o mesmo resultado.

Source

  • McCarthy (2006) as toxinas de William B. Pescada e o tratamento de Sarcomas do osso e do Macio-Tecido. Jornal ortopédico de Iowa.
  • www.ncbi.nlm.nih.gov/.../
  • Interacções do Bactéria-cancro de Duong e outros (2019): terapia bactéria-baseada do cancro. Medicina experimental & molecular.
  • https://www.nature.com/articles/s12276-019-0297-0
  • 2019) bactérias terapêuticas de Sedighi e outros (para combater o cancro; avanços actuais, desafios, e oportunidades. Medicina do cancro.
  • 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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