Bilim adamları, kanser ilaçlarının tedavi edilebilecek tümörlere en iyi nasıl ulaşabileceğini çözmeye çalışıyor. Bir olasılık, değiştirilmiş bakterileri ilaçları kan dolaşımı yoluyla tümörlere taşımak için “sallar” olarak kullanmaktır. ETH Zürih’teki araştırmacılar artık belirli bakterileri, kan damarı duvarına nüfuz edebilecek ve tümör dokusunu istila edebilecek şekilde kontrol etmeyi başardılar.

Manyetik Bakterilerle Kanserle Mücadele

Duyarlı Biyomedikal Sistemler Profesörü Simone Schürle liderliğindeki ETH Zürih’teki araştırmacılar, içerdikleri demir oksit parçacıkları nedeniyle doğal olarak manyetik olan bakterilerle deney yapmaya karar verdiler. Bu Magnetospirillum bakterileri manyetik alanlara tepki verir ve harici mıknatıslarla tedavi edilebilir.

 

Zamansal Boşluklardan Yararlanma

Schürle ve meslektaşları hücre kültürlerinde ve farelerde, bir tümöre dönen bir manyetik alan uygulamanın, bakterilerin kanser büyümesini çevreleyen kan damarı duvarını geçme yeteneğini geliştirdiğini gösterdi. Dönen manyetik alan, bakterileri kan damarı duvarında dairesel hareketlerle ileri doğru iter.

Damar duvarının geçiş mekanizmasını anlamak için daha yakından çalışmak gerekir: damar duvarı bir hücre tabakasından oluşur ve dolaşım ile tümör dokusu arasında bir bariyer görevi görür ve çok sayıda küçüğe nüfuz eder. gemiler . Bu hücreler arasındaki dar boşluklar, belirli moleküllerin kan damarı duvarından geçmesine izin verir. Bu hücreler arası boşlukların kapsamı damar duvarındaki hücreler tarafından düzenlenir ve geçici olarak bakterilerin bile damar duvarından geçebileceği kadar geniş olabilir.

 

Güçlü İtiş Gücü ve Yüksek Olasılık

ETH Zürih araştırmacıları, deneyleri ve bilgisayar simülasyonlarını kullanarak, dönen bir manyetik alanla bakterileri kontrol etmenin üç nedenden dolayı etkili olduğunu gösterebildiler. İlk olarak, dönen bir manyetik alandan geçmek, sabit bir manyetik alandan geçmekten on kat daha etkilidir. İkincisi sadece yönü belirler ve bakteriler kendi güçleri ile hareket etmelidir.

İkinci ve en kritik sebep ise dönen manyetik alan tarafından yönlendirilen bakterilerin damar duvarı boyunca sürekli hareket etmesi ve hareket etmesidir. Bu, onları, bakteri hareketinin daha az keşfedici olduğu diğer tahrik türlerine kıyasla, damar duvarının hücreleri arasında anlık olarak açık boşluklar yapar. Üçüncüsü, diğer yöntemlerden farklı olarak, bakterilerin görüntüleme ile gözlemlenmesi gerekmez. Manyetik alan tümörün üzerine yerleştirildikten sonra yeniden ayarlanması gerekmez.

 

 “Depolama” tümör dokusunda birikir

“Bakterilerin doğal ve bağımsız hareketinden de yararlanıyoruz” diye açıklıyor Schürle. “Bakteriler kan damarı duvarını geçtikten ve tümörün içine girdikten sonra, bağımsız olarak iç kısmına doğru hareket edebilirler.” Bu nedenle araştırmacılar, kuvveti sadece bir saat boyunca itmek için harici bir manyetik alan kullanıyorlar – bakterilerin etkili bir şekilde kan damarı duvarına nüfuz etmesi ve tümöre ulaşması için yeterli bir süre.

Bu tür bakteriler gelecekte kanser ilaçları taşıyabilir. ETH Zürih’teki araştırmacılar, hücre kültürü çalışmalarında bakterilere lipozomlar (yağ benzeri maddelerin nanoküreleri) bağlayarak bu uygulamayı simüle ettiler. Bu lipozomları, bir petri kabında bakterilerin “kargolarını” biriktiği kanserli dokuya gerçekten ilettiklerini göstermelerine izin veren bir flüoresan boya ile etiketlediler. Gelecekteki tıbbi uygulamalar için lipozomlar ilaçla doldurulacaktır.

Bakterileri ilaç salı olarak kullanmak, bakterilerin kanserle savaşmaya yardımcı olabileceği iki yoldan biridir. Başka bir yaklaşım, yüz yıldan daha eski ve şimdi geri dönüş yapıyor: belirli bakteri türlerinin tümör hücrelerine zarar verme konusundaki doğal eğilimlerinden yararlanmak. Bu, birkaç mekanizmayı içerebilir. Her durumda, bakterilerin bağışıklık sisteminin belirli hücrelerini uyardığı ve ardından tümörü yok ettiği bilinmektedir.

Çeşitli araştırma projeleri şu anda E. coli bakterisinin tümörlere karşı etkinliğini araştırmaktadır. Günümüzde sentetik biyolojiyi kullanarak, terapötik etkilerini optimize etmek, yan etkileri azaltmak ve güvenliklerini artırmak için bakterileri modifiye etmek mümkündür.

 

Manyetik Olmayan Bakterileri Manyetik Hale Getirmek

Ancak, bakterilerin içsel özellikleri kanser tedavisinde kullanılıyorsa, bu bakterilerin tümöre etkili bir şekilde nasıl girdiği sorusu yanıtsız kalır. Vücut yüzeyine yakın tümörlere doğrudan bakteri enjekte etmek mümkün olsa da, vücudun derinlerindeki tümörler için bu mümkün değildir. Profesör Schürle’nin mikro robotik kontrolü burada devreye giriyor. “Mühendislik yaklaşımımızı bakteriyel kanser tedavilerinin etkinliğini artırmak için kullanabileceğimize inanıyoruz” diyor.

1. kanser araştırmalarında kullanılan E.coli manyetik değildir, bu nedenle taşınamaz veya bir manyetik alan tarafından kontrol edilemez. Genel olarak, manyetik duyarlılık bakteriler arasında çok nadir görülen bir olgudur. Magnetospirillum, bu özelliğe sahip birkaç bakteri türünden biridir.

Bu nedenle Schürle, E. coli bakterisini de manyetik hale getirmek istiyor. Bu, bir gün, doğal manyetizmadan yoksun, klinik olarak faydalı terapötik bakterileri kontrol etmek için bir manyetik alanın kullanılmasına izin verebilir.

Ayrıca bknz: Kahve içmenin faydaları

Ayrıca bknz: Taşıt kredi şartları 2023