Kötü huylu tümörleri yüksek hassasiyetle hedef almak, biyomedikal araştırmacılar için zorlu bir süreçtir. Ancak bu senaryonun yakın gelecekte, kötü huylu hücreleri etkili bir şekilde ortadan kaldırabilen özel olarak tasarlanmış bakterilerin kullanımıyla bir paradigma değişimine tanık olması muhtemeldir.
Kanser hücrelerini hedef almak için bakterilerin kullanılması veya bakteriyel terapi, genetik mühendisliği ve nanoteknoloji yoluyla daha da geliştirilebilir. Bununla birlikte, teknik kısıtlamalar ve antibiyotik direncinin potansiyel gelişimi nedeniyle etkinliği engellenebilir. Bu nedenle, tıbbi yeteneklerinden ödün vermeyecek şekilde, gelişmiş biyouyumluluk ve fonksiyonellik için bakterilerin ortalama ancak etkili kimyasal modifikasyonunu sağlamak çok önemlidir.
Son zamanlarda, bazı mor fotosentetik bakteri türleri (PPSB), bakteriyel terapinin zorluklarını ele alma potansiyelleri nedeniyle ilgi odağı haline gelmiştir. Nano Today‘de 14 Ağustos 2023 tarihinde çevrimiçi olarak yayımlanan bir çalışmada, bir fare modelinde yok edilmesi zor kanserli hücrelerin tespit edilmesi ve ortadan kaldırılması için kimyasal modifikasyona tabi tutulmuş PPSB’nin kullanıldığı bildirilmektedir.
Japonya İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden (JAIST) Doçent Eijiro Miyako liderliğinde yürütülen çalışmada, çalışmaları yürütmek için en uygun bakteri olarak Rhodopseudomonas palustris (RP) seçildi. Prof. Miyako, “RP, yakın kızılötesi (NIR) floresan, fototermal dönüşüm ve düşük sitotoksisite gibi mükemmel özellikler gösterdi. NIR ışığını emiyor ve kanser hücrelerini öldürmek için kullanılabilecek bir özellik olan serbest radikaller üretiyor” dedi.
İzole edilen türün terapötik etkinliğini artırmak amacıyla ekip, bakteri membranlarını değiştirmek için kimyasal modifikasyonlar aradı. İlk olarak, membran PEGilasyonu ya da polietilen glikol türevlerinin bakteri hücre duvarlarına eklenmesi işlemini gerçekleştirdiler. Önceki araştırmalar, bakteriyel PEGilasyonun konakçı bağışıklık tepkisinden kaçmaya yardımcı olduğunu ve ışık enerjisini ısıya dönüştürdüğünü, bunun da kanserli hücreleri seçici olarak ortadan kaldırmak için kullanılabileceğini göstermektedir.
İlk sonuçlar cesaret vericiydi. Örneğin, RP membran yüzeyinin “Membran için Biyouyumlu Ankraj (BAM)” ile kaplanması, RP hücre canlılığını en az bir hafta boyunca olumsuz etkilememiştir. Dahası, BAM ile fonksiyonalize RP’ler, bağışıklık sisteminin bakteriyel istilalara karşı savunma eylemlerinde kilit rol oynayan hücreler olan makrofajlar tarafından fagositoz yoluyla ortadan kaldırılmadı.
Daha sonra araştırmacılar, BAM ile fonksiyonalize RP’lere floresan bir “Alexa488-BSA” konjugatı ekleyerek izlenebilir bir floresan marker ile bakteriyel bir kompleks oluşturdular. Bu konjugat daha sonra bir “PD-L1” antikoru ile değiştirildi. Önceki çalışmalar, kanser hücrelerinin yüzeylerinde “Programlanmış Hücre Ölümü Ligandı 1 (PD-L1)” adlı bir proteini eksprese ettiklerini göstermiştir. PD-L1, PD-1 reseptörlerine bağlanarak konakçı savunma sistemini sorunsuz bir şekilde kapatabilir. Bu da kanser hücrelerinin bağışıklık sisteminin tespitinden ve ortadan kaldırılmasından kaçmasını sağlar. Anti-PD-L1 antikorları bu etkileşimi bloke ederek kanser hücrelerinin bağışıklık sistemi aracılı yıkımı atlamasını önler.
Beklendiği gibi, hem anti-PD-L1-BAM-RP hem de RP, murin kolon kanseri modelinde tümör büyümesini inhibe etmiştir. Bununla birlikte, anti-PD-L1 BAM-RP, BAM-RP ve RP, bir lazerle uyarıldığında, özellikle dramatik bir antikanser etkisi göstermiştir.
Aslında, tümör taşıyan farelere enjekte edilen anti-PD-L1-BAM-RP, BAM-RP veya RP’nin lazerle ışınlanmasının ardından katı tümörler tamamen yok olmuştur. Ayrıca, fototermal dönüşüm özellikleri değerlendirildiğinde, hem anti-PD-L1 BAM-RP hem de doğal RP, ışık güdümlü bakteriyoklorofil (BChl) moleküllerinin varlığı nedeniyle güçlü fototermal dönüşüm sergilemiştir.
Çeşitli biyokonjugatlar arasında anti-PD-L1-BAM-RP tedavinin ilk aşamasında en yüksek etkinliği göstermiştir. Dahası, çevredeki sağlıklı hücreler veya murin konakçı için toksik değildi. Daha sonra yapılan deneyler, fare modelinde kolon tümörünün yok edilmesinin altında yatan mekanizmayı ortaya çıkardı.
Prof. Miyako “Bulgularımız, ışık güdümlü işlevsel bakterilerin fare kolon kanseri modelinde etkili optik ve immünolojik işlevler gösterdiğini ortaya koydu. Dahası, mühendislik ürünü bakteri komplekslerinin NIR floresanı, tümörlerin lokasyonunu belirlemek için kullanıldı ve bu da gelecekteki klinik uygulamaların önünü etkili bir şekilde açtı” dedi.
Ayrıca, “Bu bakteriyel teknolojinin 10 yıl içinde klinik deneyler için hazır olabileceğine ve kanser teşhisi ve tedavisi için olumlu etkileri olabileceğine inanıyoruz.” diye ekledi.
Bakteriyel terapinin araştırmacılara, onkologlara ve kanser hastalarına çok ihtiyaç duydukları rahatlamayı sağlamasını umuyoruz. [1]“Enhancing cancer therapy using functionalized photosynthetic bacteria” yazısından çevrilmiştir.
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | “Enhancing cancer therapy using functionalized photosynthetic bacteria” yazısından çevrilmiştir. |
|---|
