انجمن سلول های بنیادی و پزشکی بازساختی دانشگاه شاهد
دشمنان گذشته، متحدان حال حاضر
درمان‌های مرسوم سرطان مانند شیمی‌درمانی، پرتودرمانی و ایمونوتراپی بدلیل پیچیدگی سرطان، در ریشه کنی کامل سلول‌های تومور، چندان موفق نبوده‌اند.
بسیاری از درمان‌های ضدسرطان فعلی دارای معایب خاصی هستند مانند: (1) ایجاد عوارض جانبی دارویی در سلول‌های طبیعی (2) فاقد توانایی نفوذ به بافت‌های تومور جامد و (3) عدم توانایی در از بین بردن همه سلول‌های سرطانی در تومور به دلیل کسب سهوی مقاومت دارویی.
بنابراین به استراتژی‌های درمانی جدیدی در برابر سرطان نیاز داریم. در دهه‌های اخیر، نقش درمانی باکتری‌ها در زمینه‌های مختلف پزشکی و تحقیقات دارویی، مورد توجه قرار گرفته است. اگرچه درمان باکتریایی سرطان (BCT)، درهای درمان سرطان را به طور کامل باز می کند اما مکانیسم باکتری‌ها برای از بین بردن سلول‌های سرطانی هنوز ناشناخته است. باکتری‌ها را می توان با دستکاری ژنتیکی ساده یا مهندسی زیستی مصنوعی پیچیده، برنامه‌ریزی کرد تا عوامل ضدسرطان را بر اساس نیازهای بالینی تولید کنند و تحویل دهند.
رویکردهای درمانی با استفاده از باکتری‌های زنده
هدف‌گیری تومور را می توان به صورت تک‌درمانی یا در ترکیب با سایر درمان‌های ضدسرطان، برای دستیابی به نتایج بالینی بهتر، استفاده کرد. درمان باکتریایی سرطان، یک قرن پیش شناخته شده است. گونه‌های باکتریایی بیهوازی زنده، تضعیف یا اصلاح ژنتیکی شده، دارای ویژگی ذاتی استعمار تومورها و تکثیر انتخابی در داخل آنها هستند در نتیجه، مانع رشد سلول‌های سرطانی می‌شوند.
باکتری‌ها و اسپورهای آنها، در درمان‌های مورد نظر استفاده می‌شوند و پیش‌داروها و پروتئین‌های مختلف را به تومورها می رسانند. اگرچه درمان باکتریایی سرطان، چشم انداز جدیدی در درمان بیماری ارائه می‌دهد اما استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای هدف قرار دادن تومورها، محدودیت‌های خاصی نیز دارد. ایمنی زیستی، بی‌ثباتی ژنتیکی و تداخل مخلوط باکتری‌ها با داروهای درمانی، در مورد استفاده از این درمان جدید برای درمان سرطان، توجه بیشتری را می‌طلبد؛ با این حال، ما چندین گونه باکتری داریم که به عنوان عوامل ایجاد کننده سرطان، بدنام هستند مانند هلیکوباکترپیلوری که منجر به سرطان معده می‌شود.
بعضی از تومورها قادر به رشد و گسترش هستند زیرا سلول‌های آنها، سیگنال “من را نخورید” صادر میکنند که باعث می‌شود سیستم ایمنی بدن، آنها را تنها بگذارد. سلول‌های توموری که سیگنال را ارسال نمی‌کنند، دربرابر ماکروفاژها و دیگر سلول‌های ایمنی که می‌توانند آنها را جذب و هضم کنند، آسیب‌پذیر هستند.
دانشمندان دانشگاه کلمبیا در شهر نیویورک، نشان داده‌اند که میتوانیم باکتری را برنامه‌ریزی کنیم تا سیگنال “من را نخورید” را خاموش کرده و و منجر به پاسخ ایمنی ضد تومور شود. باکتری‌ها می‌توانند بطور اختصاصی تومورها را هدف قرار داده، بطور فعال در بافت نفوذ و جستجو کرده و به شکل کنترل شده‌ای، ایجاد سمیت کنند و منجر به مرگ سلول‌های سرطانی شوند.
رابطه بین سرطان و باکتری‌ها برای اولین بار توسط دو محقق Busch و Fehleisen مشاهده شد.
ویلیام کلی اولین پزشک نیویورکی، در دهه 1890 با تزریق باکتری‌های زنده به نام استرپتوکوک به درون تومورهای بیماران سرطانی، به مبارزه با این تومورها برخاست و موفق به استفاده از این روش درمانی شد.
باکتری‌ها به روش‌های مختلف در درمان سرطان به کار می‌روند:
وکتور‌های ژن درمانی
سیستم انتقال ژن، به دو گروه غیر زیستی (مواد شیمیایی و روش‌های فیزیکی) و زیستی (ویروس‌ها و باکتری‌ها ) تقسیم می‌شوند. ویژگی‌های ذاتی و زیستی باکتری‌ها، اجازه تحویل کارامد DNA به سلول یا بافت را می‌دهند و از نظر ایمن بودن، بر مورد‌های ویروسی ارجحیت دارند.
امروزه دو روش گسترده برای استفاده از باکتری‌ها به عنوان وکتور، وجود دارد :
- همانندسازی باکتریایی اختصاصی تومور: حذف انتخابی تومور با حداقل اثر منفی بر روی سلول‌های طبیعی، با هدف شناسایی ویزگی‌های سلول سرطانی که آنها را از بافت طبیعی، متمایز میکنند. ویژگی همانند سازی اختصاصی تومور، مربوط به ذات هیپوکسی تومورهای جامد است.
- انتقال پلاسمید داخل سلولی: انتقال DNA پلاسمیدی به سلول پستانداران به واسطه باکتری‌ها، ابزار قدرتمندی برای بیان
پروتئین هترولوگ در سلول‌های مختلف می‌باشد. انتقال ماده ژنتیکی از طریق ورود کامل باکتری به سلول‌های سرطانی هدف، به دست می‌آید. گونه‌های باکتریایی، بر اساس جایگاه قرارگیری‌شان در سلول میزبان تقسیم بندی می‌شوند:
لیستریا و شیگلا در سیتوپلاسم، سالمونلا و یرسینا در واکوئل و آگروباکتریوم در فضای خارج سلولی
توکسین‌های باکتریایی در درمان سرطان
در درمان سرطان، سموم باکتری‌ها می‌توانند از طریق کشتن سلول‌ها در فرایندهای کنترل کننده تکثیر، آپاپتوز و تمایز، تداخل ایجاد کنند. توکسین های باکتریایی که چرخه سلولی را واژگون میکنند، بعنوان Cyclomodulins طبقه بندی می‌شوند.
سموم باکتریایی به دو روش بر سلول‌های سرطانی اثر می‌گذارند:
- سموم باکتریایی متصل به آنتی ژن سطحی تومور
- سموم باکتریایی کنژوگه با لیگاند
اسپور باکتری در درمان سرطان
اکثر باکتری‌های بی هوازی به صورت اسپورهای مقاوم در شرایط غنی از اکسیژن زنده‌اند، هرچند که توانایی رشد و تکثیر را ندارند. با این وجود، وقتی در شرایط مناسب مانند نواحی مرده درونی تومور قرار می‌گیرند، اسپور جوانه زده و باکتری رشد می‌کند. این ویژگی هدف قرار دادن سرطان را ممکن می‌سازد.
DNA واکسن
کاربرد دیگر باکتری‌ها به شکل DNA واکسن می‌باشد که از طریق ارائه آنتی‌ژن‌های سرطانی، سیستم ایمنی را علیه سلول سرطانی به کار می‌گیرند.
E. coli با نانوذرات کدگذاری شده
باکتری که مورد استفاده قرار گرفت، گونه غیر پاتوژن اشرشیا کولی بود که با نانوذره کدگذاری شده در تومور، به بخش های مرده یا سلول های درحال مرگ، نفوذ میکرد. این باکتری‌ها را طوری برنامه‌ریزی کردند که بسیارحساس باشند، به این معنی که هنگامی که آنها به یک تعداد خاص رسیدند، بمیرند و از خود، نانوذرات کدگذاری شده را آزاد کنند.
پروبیوتیک‌ها
نوع دیگری از باکتری ها که برای استفاده بالقوه از آنها در درمان سرطان مورد بررسی قرار گرفته‌اند، پروبیوتیک‌ها هستند. پروبیوتیک‌ها میکروارگانیسم‌های زنده‌ای هستند که به سلامتی میزبان کمک میکنند و مصرف آنها، ایمن تلقی می‌شود. جالب است بدانید که برخی از باکتری‌های پروبیوتیک، اثراتی در سرکوب و کاهش سرطان نشان داده‌اند. مکانیسم آنها شامل حفظ شرایط فیزیکوشیمیایی در روده بزرگ (به عنوان مثال ، pH و مشخصات اسید صفراوی)، تعادل مقدار اعضای مفید میکروبیوتای روده از طریق تولید اسیدهای چرب کوتاه زنجیره است.
با وجود چشم انداز هیجان انگیز استفاده از باکتری‌های هدف تومور و پروبیوتیک‌ها به عنوان عوامل ضد سرطان، محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. اول اینکه تعادل دوز باکتریایی هدف تومور مورد نیاز برای ایجاد اثر درمانی مطلوب و میزان سمیت یا اثرات نامطلوبی که می‌تواند بر میزبان ایجاد کند، چالش برانگیز است. تلاش برای تضعیف بیماری‌زایی باکتری‌های هدف تومور با حذف ژن‌ها، کاملاً موفقیت آمیز نبوده است. با گزارش عوارض جانبی و مرگ و میر هنگام استفاده از این باکتری‌ها در مدل‌های حیوانی، باکتری‌های پروبیوتیک می‌توانند جایگزین‌های ایمن‌تری باشند اما فاقد قدرت درمانی ذاتی باکتری‌های هدف تومور هستند. یکی دیگر از محدودیت‌های درمان‌های مبتنی بر باکتری‌ها، ناتوانی آنها در از بین بردن کامل تومورها به تنهایی است که به کمک درمان‌های متداول و یا تغییرات ژنتیکی بیشتر برای افزایش قدرت آنها به عنوان عوامل درمانی، نیاز دارد.
ثانیاً، استفاده از باکتری ها برای هدف قرار دادن تومورها هنوز بهینه نشده است. به عنوان مثال، گزارش‌هایی حاکی از تجمع ناسازگار و استعمار تومور باکتری‌های نوع وحشی تزریقی داخل وریدی بیماران در آزمایشات بالینی وجود دارد. دور شدن باکتری ها از محل تومور و حرکت در گردش خون، خطر ابتلا به عفونت سیستمیک و سمیت بیشتر در بدن را افزایش می دهد. این مشکلات نیاز به افزایش اتصال و محلی سازی باکتری‌های درمانی به تومورها را نشان می‌دهند.
ویراستار: مهدیه قلم‌زن
منابع:
