Коротко об основных моментах выступления
Тал Данино затрагивает тему инновационного лечения онкологических заболеваний, сопровождающихся ростом опухолей в теле человека. Исследования ученых показали, что особенности некоторых видов бактерий могут оказаться невероятно полезными в противораковой терапии. Так, разработанные микробиологами специальные схемы направляют микроорганизмы точно к очагу патологии – а введенные бактериям препараты начинают действовать непосредственно на патологические раковые клетки.
Подобные схемы снижают риск поражения здоровых тканей, чем кардинально отличаются от стандартных методик лечения. И, возможно, в будущем, способности бактерий помогут нам проводить эффективную диагностику онкологических заболеваний и препятствовать развитию рака, устраняя злокачественные клетки уже в начале процесса их образования.
О применении бактерий в противораковой терапии
Направление, изучающее особенности и способности бактерий с точки зрения использования их в медицинской практике, получило название синтетической биологии. Появление ее связано с одним интересным случаем, имевшим место быть в далеком 1884 году и касалось пациента, страдающего онкологическим заболеванием. Раковая опухоль, образовавшаяся в зоне шеи, активно разрасталась, стремительно ухудшая самочувствие больного. Но беда не приходит одна – и к опухоли неожиданно прибавилась кожная бактериальная инфекция. Однако ситуация, которая должна была стать фатальной, вдруг кардинально изменилась. Постепенно симптомы инфекции стали исчезать – и вместе с ними происходило уменьшение размеров опухоли на шеи.
Пациент находился под наблюдением американского врача Вильяма Коли. Произведя тщательный осмотр больного через семь лет после постановки неутешительного диагноза, Коли пришел к потрясающему выводу – от агрессивной опухоли не осталось и следа! Изучая историю пациента, врач заподозрил связь этого феномена с активностью бактериальной инфекции. Другими словами, произошедшее указывало на то, что деятельность патологических микроорганизмов каким-то образом «разбудила» иммунную систему. И брошенные организмом силы смогли полностью уничтожить раковые клетки.
Именно это открытие положило начало разработке новейших методов борьбы с онкологическими образованиями. Используя результаты своих исследований, Вильям Коли применял бактерии в лечении больных – он специально вводил их в организм для активизации иммунитета. С тех пор минуло более ста лет, и за это время ученые, работающие в области синтетической биологии, достигли новых вершин – сейчас они могут направлять бактерии непосредственно внутрь раковых опухолей, снабжая при этом микроорганизмы необходимыми медикаментами.
Как осуществляется бактериальная противораковая терапия
В своем выступлении Тал Данино напомнил механизм возникновения раковых опухолей. Заболевание начинается со сбоя процессов деления клеток – беспорядочное их размножение провоцирует появление патологических участков. Они и становятся очагами опухолей. Сегодня традиционными методами лечения выступают химиотерапия, лучевое облучение и иммунотерапия – однако вместе с уничтожением злокачественных тканей они затрагивают и здоровые. Эти разрушения не проходят бесследно для здоровья организма, зачастую неся огромный вред.
Жизнедеятельность некоторых видов бактерий в этом направлении отличается поистине уникальными особенностями. Так, представители кишечной палочки, известной микробиологам под названием Escherichia coli, подходят к среде обитания весьма избирательно. И предпочитают заселяться и размножаться внутри самих опухолей. Здесь они надежно защищены от атак иммунитета, поэтому колонии могут активно расти на патологических участках.
Эта особенность позволяет ученым «запрограммировать» микроорганизмы на доставку в зону опухоли противораковых препаратов. Риск для здоровья человека при этом колоссально снижается – бактерии не затрагивают здоровые клетки и ткани, устремляясь непосредственно к очагам заболевания. По словам Тала Данино, этот метод напоминает механизм действия троянского коня – разрушительное действие происходит внутри.
У обывателей возникает логичный вопрос, касающийся применения способностей бактерий в терапевтической практике. Каким образом ученые программируют своих микроскопических помощников? Как можно целенаправленно использовать их в эффективной борьбе с раком?
Происходит это посредством кропотливой работы с клетками ДНК. Лабораторно в бактерии вводятся последовательно составленные сочетания нуклеотидов, тем самым ученые активизируют синтез молекул с конкретными функциями. Так, к примеру, получают молекулы, отвечающие за блокировку роста патологических клеток. Параллельно работа ведется и в отношении поведения бактерий – с помощью различных биологических схем их наделяют определенным алгоритмом действий.
Ученые учитывают закономерные черты, присущие раковым опухолям, и программируют бактерии на «узнавание» этих черт. К примеру, раковые скопления клеток обладают, как правило, низким содержанием кислорода. В зоне их нахождения постоянно наблюдается размножение и рост специфических молекул, отличающихся от «нормальных». Эти данные специалисты синтетической биологии могут применить в создании программы для бактерий и направить их конкретно в те места, где наблюдаются подобные факторы. При этом микроорганизмы снабжаются заданным алгоритмом действий, который будет выполняться ими непосредственно внутри нужного участка. Таким образом, здоровые ткани не подвергаются никакой опасности – они не представляют интереса для бактерий.
О синхронизированных циклах бактериального лизиса SLC
Углубляясь в методики применения бактерий в противораковой терапии, Тал Данино затронул основные аспекты одной из них – применение биологической синхронизированной схемы бактериального лизиса. Ее суть заключается в построении определенного графика действий бактерий внутри опухоли.
Если говорить понятным языком, то микроорганизмы «снабжаются» соответствующими препаратами и отправляются в очаги злокачественного образования. Но активизация лекарственных компонентов стартует не сразу, а по мере роста бактерий. При этом, высвободив все содержимое препарата, микроорганизмы самоуничтожаются – это происходит по мере достижения ими критической массы. В месте опухоли остается небольшая часть колонии бактерий – они также растут, распространяя противораковый препарат, и гибнут по сценарию предыдущей группы. Тем самым организм человека защищается от чрезмерного размножения бактерий и получает противораковую терапию точечно – непосредственно в зоне нахождения опухоли.
Подобная схема, подразумевающая цикличность процессов жизнедеятельности бактерий, может отличаться. Ученые корректируют графики, по которым в опухоль осуществляется доставка препаратов – характер медикаментов и периодичность циклов зависят от конкретной формы рака.
Успешность данной методики уже подтверждена лабораторными экспериментами на мышах. Так, ученые вводили в организм мышей лимфатические опухоли – а следом отправляли запрограммированных бактерий. Препараты, поступившие в патологические участки вместе с микроорганизмами, расправлялись с опухолями. Параллельно они активизировали иммунную систему мышей – и естественные механизмы защиты уничтожали оставшиеся после терапии злокачественные клетки.
Если говорить об отличиях бактериальной и стандартной противораковой терапии, то механизм воздействия микроорганизмом затрагивает не какой-либо конкретный вид онкологии – он способен различать объемные образования, имеющие некие схожие показатели. Исходя из этого, бактерии могут быть не только задействованы в активной борьбе с опухолями, но и служить незаметными «датчиками», отслеживающими патологии в организме.
То есть, в будущем, по словам Тала Данино, рассматривается возможность помещать в кишечник человека латентные виды пробиотиков, которые, не принося органам вреда, будут просто в нем находиться. Но, в случае образования злокачественных клеточных скоплений, они устремятся в очаг начинающегося заболевания, устраняя его на самой ранней стадии. Сигнализируя таким образом о патологии еще до возникновения первых симптомов недуга.
Прогресс не стоит на месте – постоянно совершенствующиеся технологии открывают невероятные возможности, касающиеся индивидуального лечения заболеваний. В будущем прогнозируется развитие персонализированной медицины с использованием методик внедрения механических нанороботов. Однако определенные результаты достигнуты уже сегодня – так, человечество уже активно изучает и применяет на практике биологический потенциал бактерий. И опыты, проводимые в отношении микроорганизмов в сочетании с разработками синтетической биологии, сулят поистине впечатляющие открытия.
