İçten Dışa Tümörleri Tüketen Bakteriler Üretildi

E. coli gibi bazı zararlı bakteriler hastalığa yolda açabilse de, pek çok bakteri türü yararlı; vücudu zararlı enfeksiyonlara karşı korur ve iltihabı azaltır. Genetik modifikasyonun ortaya çıkışı, tıbbın mikroskobik organizmalara dair anlayışını büyük ölçüde ilerledi; genetiği değiştirilmiş bakteriler farelerde tümörleri belirleme etmek için bile kullanılavakıf olmakte.

Şimdi, Kanada’daki Waterloo Üniversitesi’nden araştırmacılar, toprakta yaygın olarak bulunan ve büyümek için oksijene ihtiyaç duymayan Clostridium sporogenes adlı bakteriyi kalıtsal olarak mühendislikten geçirerek kanseri tedavisi etmeye yönelik yepyeni tek yöntem geliştirdiklerini bildiriyor. Bu yöntem, bakterilerin tümörleri kelimenin hepsi manaıyla içten dışa doğru “yemesi” prensibine dayanıyor.

Katı tümörler ölü hücrelerle hepsi ve oksijensiz; bu da söz başlıksu bakterilerin çoğalması için idealler tek ortam oluşturur.

ACS Synthetic Biology dergisinde yayımlanan çalışmanın müşterek yazarı ve Waterloo Üniversitesi kimya mühendisliği profesörü Marc Aucoin, bakteriyel sporların tümöre girerek çok besin bulunan ve organizmanın yeğleme ettiği oksijensiz tek ortamla karşılaştığını, işte besinleri tüketmeye başlayıp büyüdüğünü belirtmekte. Bu şekilde tümörün orta alanı kolonize edilmekte ve bakteri temelde tümörü ortadan kaldırmakta.

Clostridium sporogenes ile Tümör Kolonizasyonu

Bilim insanları, bu yaklaşımın kemoterapi, radyoterapi ve immünoterapi gibi toksik ve sınırlı kanser tedavilerine seçenek sunabileceğini ummakta. Bakterilerin ayrıca kansere karşı bağışıklık tepkisini tetiklemeye yardımcı olabildiği da gösterildi.

Teksas Üniversitesi’nde genomik tıp alanında çalışan ve insanoğlu tümörlerini işgal edip kolonize edebilen bakteriler üzerine araştırmalar yapan bununla birlikte oğullar çalışmada mekan almayan Christopher Johnston, 2024 tarihli tek açıklamasında, “ilaç olarak mikroplar” yaklaşımının gelenekselliği kanser tedavilerindeki bazı güçlukların aşılmasına yönelik beklenti verici tek çözüm sunduğunu ifadeleri etti. Yetişkin kanserlerinin çoğunu oluşturan katı tümörlerin, karmaşık mikroçevreleri dolayı tedaviye dirençli olabildiğini; bununla birlikte kesin mikroorganizmaların benzersizliği yeteneklerinden yararlanmanın bu manilerle başa çıkmak için yepyeni tek yolda sağlayabileceğini belirtildi.

2024 yılında yayımlanan ikisi ayrı çalışma, genetiği değiştirilmiş E. coli bakterilerinin farelerde kanser hücrelerini küçültmek için kullanılabileceğini gösterdi. Bilim insanları ayrıca kanser hücrelerini öldürmek amacıyla kalıtsal olarak tasarlanmış Salmonella suşları da geliştirdi.

Aucoin ve ekibi, kanser hücrelerini yiyen bakterilerle tümörleri kolonize etme başlıksunda önemli terakki kaydetmiş olsa da, aşılması lüzumen büyük güçluklarla karşılaştı. C. sporogenes bakterileri tümörün kenarına ulaştığında ortama giren oksijen bakterileri öldürevakıf olmakte. Buna karşılık araştırmacılar, 2023 yılında ayrıntıları yayımlanan tek çalışmada, bakterileri en azından kesin tek düzeyde oksijene dayanabilecek şekilde kalıtsal olarak modifiye ederek kanser hücresi çevresinde hayatta kalmalarını sağladı.

Araştırmacılar, “quorum sensing” adı verilen tek teknikleri aracılığıyla, oksijene dayanıklılık sağlayan genin yalnızca bakteri kanser hücresi içinde yeterince çoğaldığında etkin hale gelmesini sağlayacak biçimde değişiklik yaptı. Böylece bakterinin kanserli hücreyi yok etme fırsatı elde etmesi amaçlandı. Bu yaklaşım daha yakın tarihli takip çalışmasında ayrıntılı olarak açıklandı. Ekip ayrıca bakterilerin görevini tamamladığını göstermek için yeşil floresan proteinler üretmesini sağladı.

Çalışmanın müşterek yazarı ve Waterloo Üniversitesi uygulamalı matematik profesörü Brian Ingalls, sentetik biyoloji kullanılarak elektrik devresine benzer tek sistemleri kurulduğunu; bununla birlikte teller seçenek DNA parçalarının kullanıldığını belirtti. Her tek parçanın kesin tek görevi olduğu ve doğru şekilde tek araya getirildiğinde öngörülebilir biçimde çalışan tek sistemleri oluşturduğu ifadeleri edildi.

Şu aşamada, beklenti verici düşünce kanıtı çalışmalarının ötesinde, bakterilerin kanser tedavisinde insanlarda kullanımı kavramı yalnızca yakın zamanda içeriklı biçimde testleri edilmeye başlandı.

Waterloo ekibi, ikisi ayrı çalışmadan elde edilen bulguları — kalıtsal modifikasyon yoluyla oksijen direnci ve quorum sensing mekanizması — tekbaşına tek bakteri türünde birleştirerek, bunu muayenehane öncesi deneyler içerikında tek tümöre uygulamayı hedeflemekte.

Bu yöntem, henüz insanlarda içeriklı biçimde testleri edilmemiş olsa da, bakterilerin tümörleri içten dışa yok etme yeteneği ve bağışıklık sistemini tetikleme potansiyeli, kanser tedavisinde ihtilal niteliğinde tek yaklaşımın haberlericisi olarak görülüyor. Araştırmacılar, oksijen direnci ve quorum sensing mekanizmalarını birleştirerek tekbaşına tek bakteri türü üzerinde çalışmaları ilerletmeyi ve gelecekte pre-klinik deneyler içerikında daha güvenli ve tesirli tek tedavisi stratejisi geliştirmeyi hedefliyor.

Derleyen: Damla Şayan