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力

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、がんを退治することを発見しました。これが、がん治療のための細菌注射の先駆けとなりました。現在、合成生物学者たちは、細菌をプログラムして、トロイの木馬のように腫瘍に直接薬剤を安全に送達する方法を見つけました。細菌のDNAを操作することで、合成生物学者たちは、がんの成長を妨げる分子を含むさまざまな分子を合成するように指示することができます。また、生物回路の助けを借りて、特定の方法で振る舞わせることもできます。一種の回路である同期溶菌回路は、薬剤を一定のスケジュールで送達することができます。マウスを用いた科学的試験では、このアプローチはリンパ腫腫瘍を除去するだけでなく、免疫系を刺激し、マウスの他の未治療のリンパ腫腫瘍を特定して攻撃することができることが証明されています。

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、細菌感染が患者の免疫系を刺激し、がんを退治することを発見しました。コーリーの発見は、がん治療のための細菌注射の先駆けとなりました。100年以上後、合成生物学者たちは、細菌を使用して薬剤を安全に腫瘍に送達する方法を見つけることができました。

がん治療に細菌をプログラムする

放射線治療、化学療法、免疫療法などの治療は、悪性細胞を殺すことを試みますが、全身に影響を与え、健康な組織を破壊する可能性があります。しかし、E. coliなどの一部の細菌は、腫瘍内で選択的に増殖するという独自の利点を持っています。細菌をがん治療薬を運ぶようにプログラムすることで、トロイの木馬のように腫瘍を内側から攻撃することができます。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アイデアは、合成生物学と呼ばれる分野の主要な焦点です。

細菌をプログラムする方法

細菌をプログラムする鍵は、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、がんの成長を妨げる分子を含むさまざまな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。

同期溶菌回路

一種の生物学的回路である同期溶菌回路は、細菌が一定のスケジュールで薬剤を送達することができます。まず、健康な組織を傷つけないために、抗がん剤の生産は細菌が増殖するときに始まります。次に、薬剤を生成した後、キルスイッチが細菌を臨界人口閾値に達したときに破裂させます。これにより、薬剤が放出され、細菌の人口が減少します。しかし、一定の割合の細菌は生き残り、コロニーを再補充します。そのうち、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、がんを治療するために最適な周期的スケジュールで薬剤を送達するように微調整することができます。