Магнитные бактерии направляются в опухоли, чтобы внедрить противораковые препараты

Ученые, стремящиеся использовать способности бактерий бороться с раком, добились впечатляющего прогресса, продемонстрировав, как магнитные формы микроорганизмов могут проникать в опухоли. Это само по себе является многообещающим прорывом, но с помощью передовых инженерных технологий команда разработчиков надеется еще больше усилить его противоопухолевый эффект.

Исследование было проведено в ETH Zurich в Швейцарии и основано на предыдущей работе, которая продемонстрировала, что бактерии Magnetospirillum, которые естественным образом содержат частицы оксида железа, могут контролироваться магнитными полями.

В 2020 году ученые использовали эту технику для контроля потока жидкостей, окружающих бактерии в лаборатории, эффективно превратив их в магнитные микронасосы.

Это повысило возможность их использования для доставки лекарств в организм, направляя в нужное место в кровотоке. Но выйти из кровотока и попасть в опухолевую ткань — это не то же самое, что спрыгнуть с поезда. Стенки кровеносных сосудов представляют собой плотно упакованные барьеры, состоящие из клеток, и только протискиваясь через узкие, но колеблющиеся промежутки между этими клетками, определенные молекулы могут пройти через них.

Ученые вводили бактерии Magnetospirillum мышам и с помощью вращающегося магнитного поля показали, что они могут усилить свою способность проникать через эти временные щели в стенках сосудов. Это позволило им проникнуть в опухоль, а оттуда бактерии смогли попасть в опухоль.

«Мы также используем естественное и автономное передвижение бактерий», — сказала Симона Шюрле, руководившая исследованием. «После того, как бактерии прошли через стенку кровеносного сосуда и оказались в опухоли, они могут самостоятельно мигрировать вглубь ее».

В экспериментах с клеточными культурами команда ученых прикрепляла к бактериям небольшие шарики жировых веществ, называемые липосомами. Это было разработано для имитации того, как технология может работать в качестве метода доставки лекарств, при котором груз загружается в липосомы и высвобождается в опухоли. Эксперименты показали, что бактерии успешно переносят липосомы в раковую ткань.

Использование бактерий в качестве средств доставки лекарств от рака — это идея, которую мы видели в других местах, также с многообещающими результатами. Ранее в этом году команда Колумбийского университета продемонстрировала форму сконструированных бактерий, которые могут скрываться от иммунной системы достаточно долго, чтобы вырабатывать противоопухолевый токсин, уменьшающий опухоль на моделях мышей. Симона Шюрле придерживается аналогичных устремлений.

«Мы считаем, что можем использовать наш инженерный подход для повышения эффективности бактериальной терапии рака», — говорит она.

Возможности включают инженерные формы E.coli, которые не обладают магнитными свойствами, но в настоящее время изучаются в качестве терапевтических бактерий для лечения рака.

Если бы их можно было сделать намагниченными, то магнитные поля можно было бы использовать для направления бактерий к опухолям глубоко внутри тела, чтобы вызвать противораковые эффекты.

Исследование опубликовано в журнале Science Robotics.