遺伝子操作で腫瘍を探し、破壊する細菌を開発
遺伝子操作で腫瘍を探し、破壊する細菌を開発
https://newatlas.com/medical/genetically-engineered-bacteria-seek-destroy-tumors-e-coli/
ポール・マックルーア著
2023年3月13日
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大腸菌は、遺伝子操作により、がん腫瘍を探し出し破壊することができるようになりました。
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がん腫瘍は、特に体の免疫反応を回避することに長けており、治療を困難にしています。新しい研究では、一般的な腸内細菌を遺伝子操作することで、内部からがん腫瘍を探し出して破壊することを可能にしました。
腫瘍が体の免疫反応から逃れて生き残る方法は複数ある。その一つは、免疫細胞が化学走性（腫瘍を発見し、攻撃するために腫瘍に向かって移動する過程）に関与しないようにすることです。走化性は、他の免疫細胞に信号を送る小さなタンパク質であるサイトカインによって引き起こされます。ケモカインは、免疫細胞の移動を引き起こすサイトカインのサブセットである。
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ケモカインCXCL16は、感染症やがんと闘う白血球であるT細胞を呼び寄せて、細胞に浸潤させる。CXCL16とその受容体であるCXCR6は、結腸がんや肺がんの患者さんの生存率を改善することが示されています。そして、最近の研究では、CXCL16とCXCR6が一緒になって抗腫瘍免疫を生み出すことが示唆されています。しかし、CXCL16を腫瘍の細胞環境に送り込む方法は、まだ誰も発見していない。
科学者たちは、ある種の細菌が腫瘍の内部で生存できることを以前から知っていた。コロンビア大学の研究者たちによる新しい研究では、その知識を利用し、遺伝子工学と組み合わせて、体内の免疫細胞を呼び寄せて腫瘍を標的にして破壊する方法を生み出しました。
「何十年にもわたる研究によって、免疫反応がどのように起こるかを理解することができたので、私たちは、これらの個別のステップの一つ一つを特に標的とする治療薬を開発しています」と、この研究の上級著者であるNicholas Arpais博士は述べています。
この研究で重要なのは、ヒトの腸内に存在する一般的な細菌である大腸菌のプロバイオティクス菌株を人工的に導入したことです。この大腸菌は、体内の疾患部位に侵入する一部の細菌の生得的な能力を利用する方法である同期溶菌回路を含むように設計されていた。
細菌が腫瘍に侵入すると、この回路が作動し、細菌をバラバラにする、つまり溶解させる。溶解により、T細胞をリクルートして抗腫瘍免疫を増強するケモカインを局所的に繰り返し送達することが可能になる。
2019年、同じ研究者たちは、非病原性細菌の株を操作してトロイの木馬のように振る舞い、マウスの腫瘍に入り込んで内部から攻撃するようにした。その結果、操作された細菌は腫瘍を除去し、腫瘍の転移の発生率を低下させることがわかったという。
今回の研究では、人工細菌に加えて、CXCL16と別のケモカインであるCCL20を組み合わせて発現させました。CCL20は、白血球の一種であるリンパ球と、抗原を他の免疫細胞に提示することで適応免疫反応を開始させる役割を持つ強力な細胞である樹状細胞を惹きつける。
研究者らは、この2つのケモカインを組み合わせることで、治療効果が高まり、これまで不可能であった腫瘍に対する免疫応答が強化されることを発見しました。
「重要な自然免疫細胞である樹状細胞の浸潤と活性化を促進するケモカインと組み合わせることで、腫瘍抗原の検出が高まります」とArpaiaは述べている。
マウスを使った実験では、この人工細菌が、細菌を直接注射した腫瘍や、注射していない離れた腫瘍に対して強い免疫反応を起こすことがわかった。重要なのは、この細菌が健康な組織に影響を及ぼさなかったことです。
"我々が見たのは、細菌は腫瘍環境にのみ定着し、腫瘍内で溶解を引き起こすのに十分な定足数に達するだけなので、他の健康な臓器で細菌を検出することはできない "とArpaiaは述べています。
研究者らは、この技術をヒトの臨床試験で使用することを視野に入れ、引き続き完成度を高めている。
この研究は、Science Advances誌に掲載されました。
出典 コロンビア大学
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ポール・マックルーア
執筆活動に熱中する以前は、集中治療室の看護師と刑事弁護人を長年勤めていた。メンタルヘルスと依存症、慢性疾患、医療技術に強い関心を持っている。2022年にジャーナリズムとクリエイティブライティングの学士号を取得した後、ポールは2023年にニューアトラスに入社しました。ニューアトラスに入社する以前は、健康や福祉、子育て、エンターテインメント、大衆文化の分野で、いくつかのオンライン出版物に執筆していた。
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