Модифіковані бактерії-пробіотики допомагають виявити ракові метастази в печінці.
Багато видів раку, включаючи рак підшлункової залози і деякі кишкові пухлини, при метастазуванні особливо люблять забиратися в печінку. Не треба пояснювати, чим це загрожує, але біди можна уникнути, якщо вчасно виявити вторинний раковий вогнище і позбутися від нього. Печінка добре регенерує, і тому може легко перенести операцію і видалення хворого шматочка тканини. Важливо тільки виявити злоякісне утворення якомога раніше - адже чим раніше його з печінки виріжуть, тим краще для хворого.
Кишкова паличка може стати хорошим інструментом для ранньої діагностики раку. (Фото Dr. Stanley Flegler / Visuals Unlimited / Corbis.)
Клітини раку молочної залози, метастазами в печінку. (Фото Callista Images / cultura / Corbis.)
<
>
Досить простий спосіб ранньої діагностики раку - за допомогою пробіотика і аналізу сечі - описують в своїй статті в Science Translational Medicine співробітники Массачусетського технологічного інституту . Нагадаємо, що пробіотиками називають мікроорганізми, використовувані в терапевтичних цілях, наприклад, для відновлення мікрофлори кишечника.
З іншого боку, досить давно відомо, що бактерії люблять ракові пухлини: по-перше, там багато поживних речовин, по-друге, злоякісні клітини намагаються обдурити, послабити імунітет там, де вони живуть, що знову ж таки на руку мікробам. Але для самої пухлини бактерії - зовсім небажаний гість, і ще 200 років тому лікарі помітили, що інфекція може зменшити ракову пухлину, а то і зовсім позбавити хворого від раку. Не так давно ми писали про експерименти дослідників з Університету Джонса Хопкінса, яким вдалося з допомогу грунтової клостридії Clostridium novyi придушити розвиток пухлин у декількох онкохворих собак і одну людину.
У своїй роботі сангити Бхатіа (Sangeeta Bhatia) і її колеги використовували кишкову паличку з модифікованим геном lacZ. Фермент, який кодується lacZ, розщеплює дисахарид лактозу на моносахара глюкозу і галактозу, але на цей раз він повинен був розщеплювати галактозу, з'єднану з люмінесцентним білком люциферином. Бактерії, розщеплюючи таку химерну молекулу, звільняли люциферин, який незабаром опинявся в сечі, де його легко можна було виявити за допомогою ферменту люціферази: вона окислюється люциферин з випусканням світла.
Тест досить простий: модифікованими бактеріями в наші дні вже нікого не здивувати, а люціферазная реакція стала однією з найпоширеніших лабораторних процедур, реагенти для неї дешеві і доступні. Залишалися два питання: як ввести бактерії в організм і як вони будуть себе в ньому вести. Було вирішено, що бактеріальний препарат повинен бути таким, що його потрібно буде просто ковтати, як звичайний пробиотик, для чого був обраний штам кишкової палички, який часто використовують при проблемах з шлунково-кишковим трактом.
Експерименти з мишами показали, що модифіковані кишкові палички не звертали уваги не тільки на здорові органи, а й на пухлини - якщо тільки вони не були в печінці. У неї вони потрапляли, очевидно, прямо з травного тракту, через ворітну вену. Це не означає, що бактерій більше ніде не було, просто печінкові пухлини вони особливо любили, і тут їх виявлялося настільки багато, що вони могли зробити достатню кількість люмінесцирующего білка, який виділявся з сечею. (Ще раз підкреслимо, що в здорової печінки клітини кишкової палички не скупчувалися.)
Якщо миші після того, як її нагодували бактеріями, вводили молекулу-детектор і після не бачили ніякого сигналу в сечі, значить, в печінці не було ніяких метастазів, якщо ж сеча починала світитися в люціферазной реакції - значить, в печінку з'явилися вторинні пухлини. Так і вийшло, що пробіотичні бактерії стали специфічним тестом на рак печінки. І відповідь на питання, винесене в заголовок ( «Чи можна визначити рак з аналізу сечі»), звучить так: можна, якщо це рак печінки і якщо хворого нагодувати спеціальними мікробами.
Бактерії і люціферазная реакція дозволяють виявити злоякісні утворення розміром один кубічний міліметр, що робить такий метод найчутливішим з існуючих (ні комп'ютерна, ні магнітно-резонансна томографія, якщо мова йде про печінки, настільки невеликі пухлини побачити не можуть). У самому найближчому майбутньому отримані дані спробують перевірити в клінічних випробуваннях з онкохворими пацієнтами. Разом з тим інші дослідників закликають авторів роботи не зупинятися на досягнутому: так, Андреа Каліфано (Andrea Califano) з Колумбійського університету пропонує внести в бактерії додаткові модифікації, які дозволили б їм руйнувати пухлинні клітини - щоб кишкова паличка допомагала не тільки виявляти рак, але і знищувати його.
