Bilim insanları, genetik mühendislik kullanarak tümörlerin içini yiyebilen bakteriler geliştirdi; bu yaklaşım, kanser tedavisinde kemoterapi ve radyoterapiye alternatif olabilecek yeni bir yöntem sunuyor.
Detaylar haberimizde…
E. coli gibi bazı zararlı bakteriler hastalığa yol açabilse de, pek çok bakteri türü faydalı; 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 tespit etmek için bile kullanılabilmekte.
Şimdi, Kanada’daki Waterloo Üniversitesi’nden araştırmacılar, toprakta yaygın olarak bulunan ve büyümek için oksijene ihtiyaç duymayan Clostridium sporogenes adlı bakteriyi genetik olarak mühendislikten geçirerek kanseri tedavi etmeye yönelik yeni bir yöntem geliştirdiklerini bildiriyor. Bu yöntem, bakterilerin tümörleri kelimenin tam anlamıyla içten dışa doğru “yemesi” prensibine dayanıyor.
Katı tümörler ölü hücrelerle dolu ve oksijensiz; bu da söz konusu bakterilerin çoğalması için ideal bir ortam oluşturur.
ACS Synthetic Biology dergisinde yayımlanan çalışmanın ortak yazarı ve Waterloo Üniversitesi kimya mühendisliği profesörü Marc Aucoin, bakteriyel sporların tümöre girerek bol besin bulunan ve organizmanın tercih ettiği oksijensiz bir ortamla karşılaştığını, burada besinleri tüketmeye başlayıp büyüdüğünü belirtmekte. Bu şekilde tümörün merkezi 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 alternatif sunabileceğini ummakta. Bakterilerin ayrıca kansere karşı bağışıklık tepkisini tetiklemeye yardımcı olabildiği de gösterildi.
Teksas Üniversitesi’nde genomik tıp alanında çalışan ve insan tümörlerini istila edip kolonize edebilen bakteriler üzerine araştırmalar yapan ancak son çalışmada yer almayan Christopher Johnston, 2024 tarihli bir açıklamasında, “ilaç olarak mikroplar” yaklaşımının geleneksel kanser tedavilerindeki bazı zorlukların aşılmasına yönelik umut verici bir çözüm sunduğunu ifade etti. Yetişkin kanserlerinin çoğunu oluşturan katı tümörlerin, karmaşık mikroçevreleri nedeniyle tedaviye dirençli olabildiğini; ancak belirli mikroorganizmaların benzersiz yeteneklerinden yararlanmanın bu engellerle başa çıkmak için yeni bir yol sağlayabileceğini belirtildi.
2024 yılında yayımlanan iki ayrı çalışma, genetiği değiştirilmiş E. coli bakterilerinin farelerde kanser hücrelerini küçültmek için kullanılabileceğini gösterdi. Bilim insanları ayrıca kanser hücrelerini öldürmek amacıyla genetik olarak tasarlanmış Salmonella suşları da geliştirdi.
Aucoin ve ekibi, kanser hücrelerini yiyen bakterilerle tümörleri kolonize etme konusunda önemli ilerleme kaydetmiş olsa da, aşılması gereken büyük zorluklarla karşılaştı. C. sporogenes bakterileri tümörün kenarına ulaştığında ortama giren oksijen bakterileri öldürebilmekte. Buna karşılık araştırmacılar, 2023 yılında ayrıntıları yayımlanan bir çalışmada, bakterileri en azından belirli bir düzeyde oksijene dayanabilecek şekilde genetik olarak modifiye ederek kanser hücresi çevresinde hayatta kalmalarını sağladı.
Araştırmacılar, “quorum sensing” adı verilen bir teknik aracılığıyla, oksijene dayanıklılık sağlayan genin yalnızca bakteri kanser hücresi içinde yeterince çoğaldığında aktif 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 protein üretmesini sağladı.
Çalışmanın ortak yazarı ve Waterloo Üniversitesi uygulamalı matematik profesörü Brian Ingalls, sentetik biyoloji kullanılarak elektrik devresine benzer bir sistem kurulduğunu; ancak teller yerine DNA parçalarının kullanıldığını belirtti. Her bir parçanın belirli bir görevi olduğu ve doğru şekilde bir araya getirildiğinde öngörülebilir biçimde çalışan bir sistem oluşturduğu ifade edildi.
Şu aşamada, umut verici kavram kanıtı çalışmalarının ötesinde, bakterilerin kanser tedavisinde insanlarda kullanımı kavramı yalnızca yakın zamanda kapsamlı biçimde test edilmeye başlandı.
Waterloo ekibi, iki ayrı çalışmadan elde edilen bulguları — genetik modifikasyon yoluyla oksijen direnci ve quorum sensing mekanizması — tek bir bakteri türünde birleştirerek, bunu klinik öncesi deneyler kapsamında bir tümöre uygulamayı hedeflemekte.
Bu yöntem, henüz insanlarda kapsamlı biçimde test edilmemiş olsa da, bakterilerin tümörleri içten dışa yok etme yeteneği ve bağışıklık sistemini tetikleme potansiyeli, kanser tedavisinde devrim niteliğinde bir yaklaşımın habercisi olarak görülüyor. Araştırmacılar, oksijen direnci ve quorum sensing mekanizmalarını birleştirerek tek bir bakteri türü üzerinde çalışmaları ilerletmeyi ve gelecekte pre-klinik deneyler kapsamında daha güvenli ve etkili bir tedavi stratejisi geliştirmeyi hedefliyor.
Derleyen: Damla Şayan
