用声控细菌对抗癌症

自从发明以来, 化疗已被证明是治疗多种癌症的宝贵工具, 但它也有一个很大的缺点. 除了杀死癌细胞, 它还能杀死健康的细胞，比如毛囊中的细胞, 造成秃顶, 还有那些排列在胃部的, 引起恶心.

vip澳门(2022最新)贵宾会网址-登录-apple app store-澳门贵宾会排行榜的科学家们可能有一个更好的解决方案:基因工程, 声音控制的细菌寻找并摧毁癌细胞. 发表在杂志上的一篇新论文中 自然通讯的研究人员 米哈伊尔•夏皮罗, 化学工程教授和霍华德休斯医学研究所研究员, 展示他们是如何发展出一种特殊的细菌菌株的 大肠杆菌 (E. 杆菌)，当注射到病人体内时，它会寻找并浸润癌性肿瘤. 一旦细菌到达目的地, 它们可以通过超声波脉冲产生抗癌药物.

“这项技术的目标是利用工程益生菌浸润肿瘤的能力, 同时用超声波激活它们，在肿瘤内释放强效药物,夏皮罗说.

他们工作的起点是一种 E. 杆菌 名为尼索尔1917，被批准用于人类医疗. 这些细菌被注入血液后，会扩散到全身. 然后病人的免疫系统会摧毁它们——除了那些已经在癌性肿瘤上定居的细菌, 提供免疫抑制的环境.

把细菌变成治疗癌症的有用工具, 该团队对它们进行了改造，使其包含两组新的基因. 一组基因是用来产生纳米体的, 哪些治疗性蛋白质可以关闭肿瘤用来阻止免疫系统抗肿瘤反应的信号. 这些纳米体的存在使免疫系统能够攻击肿瘤. 另一组基因就像一个热开关，当细菌达到特定温度时，就会启动纳米体基因.

通过插入温度依赖基因和纳米体基因, 该团队能够创造出只有在加热到42-43摄氏度的触发温度时才产生肿瘤抑制纳米体的细菌菌株. 因为人的正常体温是37摄氏度, 这些菌株在注射到人体内时不会开始产生抗肿瘤纳米体. 而不是, 它们在肿瘤内部静静地生长，直到外部热源将它们加热到触发温度.

但是如何加热位于特定位置的细菌呢, 可能是在身体深处肿瘤生长的地方? 为此，研究小组使用了聚焦超声(FUS). FUS类似于用于内部器官成像的超声波, 或者子宫里的胎儿, 但强度较高，集中在一个紧点上. 将超声波聚焦在一个点上，会使该位置的组织升温, but not the tissue surrounding it; by controlling the intensity of the ultrasound, 研究人员能够将该组织的温度提高到特定程度.

“聚焦超声使vip澳门(2022最新)贵宾会网址-登录-apple app store-澳门贵宾会排行榜能够在肿瘤内特异性地激活治疗,穆罕默德·阿贝迪(21届博士)说。, 他曾是夏皮罗小组的博士生，是该项目的共同负责人，现在是华盛顿大学的博士后. “这很重要，因为这些强效药物, 哪些对肿瘤治疗如此有帮助, 是否会对其他可能存在细菌的器官产生严重的副作用."

为了测试他们的工程菌株是否如预期的那样起作用, 研究小组将细菌细胞注射到患有肿瘤的实验鼠体内. 在给细菌渗透肿瘤的时间后，研究小组用超声波加热肿瘤.

经过一系列的考验, 研究人员发现，与只接受超声波治疗的小鼠相比，接受这种细菌和超声波治疗的小鼠肿瘤生长速度要慢得多, 老鼠只接受细菌治疗, 另一组没有接受任何治疗.

然而，研究小组还发现，在接受治疗的小鼠中，一些肿瘤根本没有缩小.

“这是一个非常有希望的结果，因为它表明vip澳门(2022最新)贵宾会网址-登录-apple app store-澳门贵宾会排行榜可以在正确的时间对正确的地方进行正确的治疗,夏皮罗说. “但与任何新技术一样，有一些东西需要优化，包括增加 可视化细菌媒介 在vip澳门(2022最新)贵宾会网址-登录-apple app store-澳门贵宾会排行榜激活它们之前用超声波更精确地对它们进行加热刺激."

研究人员的论文, 用于癌症免疫治疗的超声波可控工程细菌,的文章刊登在3月24日出版的 自然通讯. 夏皮罗和阿贝迪的合著者包括迈克尔. 姚(21届), 他以前在vip澳门(2022最新)贵宾会网址-登录-apple app store-澳门贵宾会排行榜工作，现在在宾夕法尼亚大学工作, who is co-lead author; David R. 米特尔斯坦大学(MS '16, 博士的20), formerly of Caltech and now at UC San Diego; Avinoam Bar Zion, visitor in 化学工程 at Caltech; Margaret B. Swift of the Howard Hughes Medical Institute; Audrey Lee-Gosselin, formerly of Caltech and now at the Indiana University School of Medicine; Pierina Barturen-Larrea, research technician in Caltech's Division of 化学与化工; and Marjorie T. 巴斯，化学工程的研究生.

这项研究的资金由桑塔格基金会提供, 陆军协同生物技术研究所, 以及国防高级研究计划局.