ウィリアム・コーリーに何が起こったのか？がん治療における細菌の驚くべき役割

概要

1888年、医師のウィリアム・コーリーは、細菌感染が患者の免疫系を刺激してがんを撃退したことを発見しました。これにより、がん治療のために意図的に細菌を注射することが行われるようになり、合成生物学者によってさらに発展しました。E. coliなどの細菌は、がん治療薬を直接腫瘍に送達するようにプログラムされ、内部から腫瘍を標的とするトロイの木馬のように機能します。その鍵は、彼らのDNAを操作することにあり、これにより異なる分子を合成し、特定の方法で振る舞うことができます。このアプローチは、マウスを用いた科学的試験で有望な結果を示し、個人医療やその他の応用にも可能性があります。

ウィリアム・コーリーの発見

1888年、医師のウィリアム・コーリーは、驚くべきことを発見しました。首の急速に増殖するがんを持つ患者が、無関係の細菌性皮膚感染症に罹患していました。患者は感染から回復するにつれ、がんも後退し始めました。コーリーは、細菌感染が患者の免疫系を刺激してがんを撃退したと信じ、細菌を注射する治療法を先駆的に開発しました。

がん治療薬を送達するための細菌のプログラム

E. coliなどの細菌は、腫瘍内で選択的に増殖できるというユニークな利点を持っています。細菌は感染を引き起こす代わりに、がん治療薬を運ぶように再プログラムすることができ、トロイの木馬のように機能して腫瘍を標的とします。細菌を感知し、新しい方法で反応するようにプログラムするというこのアイデアは、合成生物学の主要な焦点です。

細菌のDNAの操作

細菌をプログラムするための鍵は、彼らのDNAを操作することにあります。特定の遺伝子配列を細菌に挿入することで、がん成長を妨げる分子を含む異なる分子を合成するように指示することができます。また、生物学的回路の助けを借りて、特定の要因の存在、不在、または組み合わせに応じて異なる振る舞いをプログラムすることができます。

同期溶解回路

同期溶解回路として知られる生物学的回路の1つは、細菌が薬を送達するだけでなく、設定されたスケジュールで薬を送達することも可能にします。健康な組織を傷つけないように、抗がん剤の生産は細菌が増殖すると始まり、これは腫瘍内でのみ起こります。薬を生産した後、キルスイッチが細菌が臨界人口閾値に達したときに破裂させます。これにより、薬が放出され、細菌の人口が減少します。ただし、一定の割合の細菌は生き残り、集団を補充するために残ります。最終的に、彼らの数が十分に増えると、再びキルスイッチが作動し、サイクルが続きます。この回路は、がんを戦うために最適な定期的なスケジュールで薬を送達するように微調整することができます。

科学的試験での有望な結果

このアプローチは、マウスを用いた科学的試験で有望な結果を示しました。科学者は、リンパ腫腫瘍に注入された細菌を成功裏に除去することができただけでなく、注射によって免疫系を刺激し、マウスの別の未治療のリンパ腫腫瘍を攻撃する免疫細胞をプライムすることができました。

がん治療以外の応用

細菌は特定のがんの種類を標的とするのではなく、すべての固形腫瘍が共有する一般的な特性を標的とします。プログラマブルな細菌は、将来の疾患のサイトを監視する洗練されたセンサーとしても機能する可能性があります。安全なプロバイオティクス細菌は、症状を引き起こす前に障害を検出し、予防、治療することができます。