Учёные разрабатывают бактерии, способные уничтожать опухоли изнутри

Стратегия основана на микроорганизмах, естественно предпочитающих среды без кислорода. Поскольку внутренние области многих солидных опухолей характеризуются гипоксией и высоким содержанием питательных веществ, они становятся подходящей средой для размножения таких бактерий. Попадая в опухолевое ядро, микробы начинают активно потреблять доступные ресурсы, постепенно разрушая ткань.

Ключевым элементом подхода является почвенная бактерия Clostridium sporogenes, способная выживать только в условиях полного отсутствия кислорода. Однако по мере распространения к периферии опухоли, где присутствует кислород, бактерии начинают погибать, что ограничивает эффективность метода.

Чтобы преодолеть это ограничение, исследователи внедрили ген, повышающий устойчивость к кислороду, заимствованный у родственного микроорганизма. При этом была добавлена система контроля на основе кворум-сенсинга — механизма бактериальной коммуникации, при котором активация гена происходит только после накопления достаточного количества бактерий внутри опухоли. Такой подход снижает риск нежелательного роста бактерий в здоровых тканях и кровотоке.

В рамках экспериментов учёные использовали генетическую конструкцию с зелёным флуоресцентным белком, чтобы подтвердить, что система активируется в нужный момент. По словам профессора прикладной математики Брайана Ингаллса, синтетическая схема работает как биологический аналог электрической цепи, где элементы ДНК выполняют строго заданные функции.

Следующим этапом станет объединение системы кворум-сенсинга и гена кислородной толерантности в одной бактериальной линии с последующей оценкой эффективности в доклинических исследованиях.

Проект реализуется в междисциплинарном формате с участием специалистов в области инженерии, математики и биомедицинских наук. Команда также сотрудничает с компанией CREM Co Labs, занимающейся исследованиями в области экологической микробиологии и биотехнологий.

Разработчики подчёркивают, что технология пока находится на ранней стадии и требует дальнейших испытаний, однако в перспективе она может предложить принципиально новый способ борьбы с опухолями, основанный на точечно управляемых биологических системах.