La bacteria probi\u00f3tica (E. coli Nissle 1917 cepa, verde) est\u00e1 dise\u00f1ada para evadir de forma controlada el sistema inmunol\u00f3gico (macr\u00f3fago, transparente) utilizando un sistema de encapsulaci\u00f3n codificado gen\u00e9ticamente (polisac\u00e1ridos capsulares con placa de circuito, que se muestra como un revestimiento transparente que rodea las c\u00e9lulas bacterianas). Este sistema se utiliz\u00f3 para mejorar la entrega de bacterias terap\u00e9uticas para la terapia del c\u00e1ncer. Cr\u00e9dito: Ella Marushchenko, Alex Tokarev, Danino Lab\/Columbia Engineering <\/p>\n
Los investigadores de Columbia Engineering informan que han desarrollado un sistema de \u00abencubrimiento\u00bb que oculta temporalmente las bacterias terap\u00e9uticas del sistema inmunitario, lo que les permite administrar medicamentos de manera m\u00e1s efectiva a los tumores y eliminar el c\u00e1ncer c\u00e9lulas en ratones. Mediante la manipulaci\u00f3n del ADN de los microbios, programaron circuitos gen\u00e9ticos que controlan la superficie de las bacterias, creando una \u00abcapa\u00bb molecular que encapsula a las bacterias. <\/p>\n
\u00abLo que es realmente emocionante de este trabajo es que somos capaces de controlar din\u00e1micamente el sistema, \u00ab, dijo Tal Danino, profesor asociado de ingenier\u00eda biom\u00e9dica, quien codirigi\u00f3 el estudio en colaboraci\u00f3n con Kam Leong, profesor de ingenier\u00eda biom\u00e9dica Samuel H. Sheng. \u00abPodemos regular el tiempo que las bacterias sobreviven en la sangre humana y aumentar el m\u00e1ximo tolerable dosis de bacterias. Tambi\u00e9n mostramos que nuestro sistema abre una nueva estrategia de administraci\u00f3n de bacterias en la que podemos inyectar bacterias en un tumor accesible y hacer que migren de manera controlada a tumores distales como met\u00e1stasis, c\u00e9lulas cancerosas que se diseminan a otras partes del cuerpo\u00bb.<\/p>\n
Para el estudio publicado hoy por Nature Biotechnology, los investigadores se centraron en los polisac\u00e1ridos capsulares (CAP), pol\u00edmeros de az\u00facar que recubren las superficies bacterianas. En la naturaleza, CAP ayuda a muchas bacterias a protegerse de los ataques, incluido el sistema inmunitario. Sistema CAP de una cepa probi\u00f3tica de E. coli Nissle 1917\u201d, dijo Tetsuhiro Harimoto, estudiante de doctorado en el laboratorio de Danino y coautor principal del estudio. \u201cCon CAP, estas bacterias pueden evadir temporalmente el ataque inmunol\u00f3gico; sin CAP, pierden su protecci\u00f3n de encapsulaci\u00f3n y pueden eliminarse en el cuerpo. As\u00ed que decidimos intentar construir un interruptor de encendido\/apagado efectivo\u00bb.<\/p>\n
Un interruptor de encendido\/apagado efectivo<\/p>\n
Para hacer esto, los investigadores dise\u00f1aron un nuevo sistema CAP, al que llaman CAP inducible, o iCAP. Controlan el sistema iCAP d\u00e1ndole una se\u00f1al externa a una peque\u00f1a mol\u00e9cula llamada IPTG que permite la alteraci\u00f3n programable y din\u00e1mica de la superficie celular de E. coli. Debido a que iCAP altera las interacciones bacterianas con los sistemas inmunitarios (como la eliminaci\u00f3n de sangre y la fagocitosis ) de forma dirigida, el equipo descubri\u00f3 que pod\u00edan controlar el tiempo durante el cual las bacterias pueden sobrevivir en la sangre humana ajustando la cantidad de IPTG que le dan al iCAP E. coli.<\/p>\n
Uso de bacterias para la terapia<\/p>\n
Si bien el uso de bacterias para la terapia es un enfoque nuevo y alternativo para tratar una amplia gama de c\u00e1nceres, existen varios desaf\u00edos, en particular, su toxicidad. A diferencia de muchos medicamentos tradicionales, estas bacterias est\u00e1n vivas y pueden proliferar. dentro del cuerpo Tambi\u00e9n son detectados por los sistemas inmunol\u00f3gicos del cuerpo como antes ign\u00edfugo y peligroso, que causa una alta respuesta inflamatoriademasiadas bacterias significan alta toxicidad debido a la sobreinflamaci\u00f3n oa la eliminaci\u00f3n r\u00e1pida de bacteriasmuy pocas bacterias significan que no hay eficacia terap\u00e9utica. <\/p>\n
Jaeseung Hahn, cient\u00edfico investigador posdoctoral en los laboratorios de Danino y Leong que codirigi\u00f3 el proyecto, se\u00f1al\u00f3: \u00abEn los ensayos cl\u00ednicos, se ha demostrado que estas toxicidades son el problema cr\u00edtico, lo que limita la cantidad que podemos dosificar bacterias y comprometiendo la eficacia. Algunos ensayos tuvieron que terminarse debido a la toxicidad grave\u00bb.<\/p>\n
(izquierda) Esquemas del sistema de polisac\u00e1ridos capsulares inducibles (iCAP) para controlar la evasi\u00f3n y la eliminaci\u00f3n inmunitarias. (centro) El sistema iCAP mejora la administraci\u00f3n sist\u00e9mica de bacterias al encapsularlas de forma transitoria. Las bacterias que no son CAP (c\u00e9lulas grises finas) provocan toxicidad al exponer la superficie bacteriana para la detecci\u00f3n inmunitaria, y las bacterias que expresan CAP de forma permanente (c\u00e9lulas negras gruesas) provocan una sobreprotecci\u00f3n. El sistema iCAP (c\u00e9lulas azules) reduce la inflamaci\u00f3n inicial mientras elimina eficazmente las bacterias con el tiempo. (derecha) El sistema iCAP controla la translocaci\u00f3n bacteriana entre tumores al activar un sistema de encapsulaci\u00f3n dentro de un tumor que da como resultado la migraci\u00f3n de bacterias a tumores no colonizados en diferentes ubicaciones. Cr\u00e9dito: Tetsuhiro Harimoto, Jaeseung Hahn, Kam Leong y Tal Danino\/Columbia Engineering <\/p>\n
La bacteria ideal<\/p>\n
La bacteria ideal deber\u00eda ser capaz de evadir el sistema inmunitario al ingresar al cuerpo y obtener al tumor. Y una vez que est\u00e1n en el tumor, deben eliminarse en otras partes del cuerpo para minimizar la toxicidad. El equipo utiliz\u00f3 modelos de tumores de rat\u00f3n para demostrar que, a trav\u00e9s de iCAP, pod\u00edan aumentar 10 veces la dosis m\u00e1xima tolerable de bacterias. Encapsularon la cepa de E. coli para permitirle evadir el sistema inmunitario y llegar al tumor. Debido a que no dieron IPTG en el cuerpo, el iCAP de E. coli perdi\u00f3 su encapsulaci\u00f3n con el tiempo y fue m\u00e1s f\u00e1cil eliminarlo en otras partes del cuerpo, minimizando as\u00ed la toxicidad. <\/p>\n
Para probar la eficacia, los investigadores dise\u00f1aron E. coli iCAP para producir una toxina antitumoral y pudieron reducir el crecimiento del tumor en modelos de ratones con c\u00e1ncer colorrectal y de mama m\u00e1s que en el grupo de control sin el sistema iCAP. <\/p>\n
El equipo tambi\u00e9n demostr\u00f3 una migraci\u00f3n bacteriana controlable dentro del cuerpo. Estudios anteriores han demostrado que los niveles bajos de bacterias se filtran de los tumores cuando crecen. Para este nuevo estudio, el equipo de Columbia utiliz\u00f3 iCAP para demostrar que pueden controlar la fuga bacteriana de un tumor, as\u00ed como su translocaci\u00f3n a otros tumores. Inyectaron E. coli iCAP en un tumor, alimentaron a los ratones con agua que conten\u00eda IPTG, activaron iCAP dentro de un tumor y vieron que E. coli iCAP se filtraba y migraba a tumores no inyectados. <\/p>\n
Pr\u00f3ximos pasos<\/p>\n
El grupo est\u00e1 explorando una variedad de \u00e1reas de investigaci\u00f3n. Hay m\u00e1s de 80 tipos diferentes de CAP que existen solo para E. coli e incluso m\u00e1s para otras especies de bacterias que podr\u00edan modificarse utilizando enfoques similares. Adem\u00e1s, CAP no es la \u00fanica mol\u00e9cula que las bacterias tienen en su superficie, y otras mol\u00e9culas de superficie podr\u00edan controlarse de manera similar. Adem\u00e1s, mientras que iCAP est\u00e1 controlado por un IPTG proporcionado externamente en este ejemplo, se podr\u00edan usar otros sistemas de control, como biosensores, para controlar de forma aut\u00f3noma las propiedades de la superficie de las bacterias terap\u00e9uticas. <\/p>\n
El equipo, tambi\u00e9n afiliado al Centro Oncol\u00f3gico Integral Herbert Irving y al Instituto de Ciencia de Datos de Columbia, se\u00f1ala que la traducci\u00f3n cl\u00ednica es el pr\u00f3ximo gran desaf\u00edo que les gustar\u00eda abordar. \u00abSi bien hay una gran cantidad de investigaciones de laboratorio que muestran varias formas de dise\u00f1ar microbios, es muy dif\u00edcil aplicar estas poderosas terapias a un cuerpo animal o humano complejo. Hemos mostrado una prueba de concepto en modelos de ratones, pero dado que los humanos son 250 veces m\u00e1s sensible a las endotoxinas bacterianas que los ratones, esperamos que nuestros resultados tengan un efecto a\u00fan mayor en los pacientes humanos que en los ratones\u00bb, dijo Harimoto.<\/p>\n
Leong agreg\u00f3: \u00abLa terapia contra el c\u00e1ncer bacteriano tiene ventajas \u00fanicas sobre los tratamientos convencionales. la terapia farmacol\u00f3gica, como la orientaci\u00f3n eficiente del tejido tumoral y la liberaci\u00f3n programable del f\u00e1rmaco. La toxicidad potencial ha estado limitando todo su potencial. El enfoque de encubrimiento presentado en este estudio puede abordar este problema cr\u00edtico\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Rompiendo las defensas del c\u00e1ncer con bacterias M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Kam Leong, Un sistema de encapsulaci\u00f3n programable mejora la entrega de bacterias terap\u00e9uticas en ratones, Nature Biotechnology (2022). DOI: 10.1038\/s41587-022-01244-y. www.nature.com\/articles\/s41587-022-01244-y Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Nature Biotechnology <\/p>\n Proporcionado por la Facultad de Ingenier\u00eda y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia Cita<\/strong>: Ingenier\u00eda de una \u00abcapa invisible\u00bb para que las bacterias entreguen medicamentos a los tumores (17 de marzo de 2022) consultado el 29 de agosto de 2022 en https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2022-03-invisible-cloak-bacteria-drugs-tumors.html documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" La bacteria probi\u00f3tica (E. coli Nissle 1917 cepa, verde) est\u00e1 dise\u00f1ada para evadir de forma controlada el sistema inmunol\u00f3gico (macr\u00f3fago, transparente) utilizando un sistema de encapsulaci\u00f3n codificado gen\u00e9ticamente (polisac\u00e1ridos capsulares con placa de circuito, que se muestra como un revestimiento transparente que rodea las c\u00e9lulas bacterianas). Este sistema se utiliz\u00f3 para mejorar la entrega de … Continuar leyendo \u00abDise\u00f1ando una ‘capa invisible’ para que las bacterias entreguen medicamentos a los tumores\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-10332","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10332","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10332"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10332\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10332"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10332"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10332"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}