Les chercheurs de Columbia Engineering annoncent le développement d’une méthode de « cloaking » qui dissimule momentanément les micro-organismes thérapeutiques de la fonction immunitaire, leur permettant de transporter des médicaments vers les tumeurs et de détruire plus efficacement les cellules cancéreuses chez la souris. Ils ont construit des circuits génétiques qui régissent la surface de la bactérie en modifiant l’ADN des germes, entraînant la formation d’un « manteau » moléculaire qui enveloppe la bactérie. Ce qui est très intrigant dans cette recherche, c’est qu’ils peuvent tous contrôler le système en continu, a déclaré Tal Danino, professeur agrégé de génie biomédical et co-responsable du projet avec Kam Leong, professeur Samuel H. Sheng de génie biomédical.
Détourner les revêtements bactériens pour donner son « invisibilité »
Ceci est résolu par le « système d’encapsulation microbienne » génétiquement conçu, selon les découvertes de l’étude. Dans la nature, les insectes se défendent avec une couche de polymères sucrés appelés polysaccharides capsulaires, ou CAP. Ils ont démontré la preuve de concept dans des modèles de souris, mais étant donné que les gens sont 250 fois plus sensibles aux endotoxines bactériennes que les souris, les chercheurs ont prévu que leurs découvertes auront un impact encore plus important sur les patients humains que sur les souris, selon Ph.D. étudiant et co-auteur principal Tetsuhiro Harimoto. Harimoto a repris un système CAP probiotique de la souche E. coli Nissle 1917. Avec CAP, ces bactéries peuvent résister aux attaques immunitaires pendant une courte période. Dépourvus de CAP, ils renoncent à leur protection encapsulante et sont nettoyés du corps. Ils ont donc décidé de fabriquer un interrupteur marche/arrêt efficace.
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Le « commutateur marche/arrêt » efficace
Pour y parvenir, les scientifiques ont créé un nouveau système CAP appelé CAP inductible ou iCAP, selon ScienceDaily. Ils commandent le mécanisme iCAP en délivrant un signal externe, un minuscule produit chimique connu sous le nom d’IPTG, qui a permis des modifications personnalisables et dynamiques de la surface cellulaire d’E. coli. Étant donné que l’iCAP modifie les engagements microbiens avec la fonction immunitaire (telles que la clairance sanguine et la phagocytose) de manière contrôlée, les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient réguler la durée de vie des bactéries dans le sang humain en faisant varier la quantité d’IPTG administrée à l’iCAP E. coli.
L’utilisation de bactéries pour lutter contre le cancer est une partie très délicate à équilibrer
iCAP modifie la structure à l’aide d’une protéine appelée IPTG, qui programme et modifie la surface cellulaire d’E. coli en ajustant la quantité de la minuscule molécule, l’équipe de Columbia a pu modifier sa durée dans le sang humain. L’immunothérapie à base de bactéries est un domaine d’intérêt en plein essor dans la recherche sur le cancer, les chercheurs étudiant une multitude de nouvelles approches pour traiter les patients. Cette technique alternative est cependant semée d’embûches. Les bactéries, contrairement aux médicaments typiques, sont des créatures vivantes qui peuvent se reproduire dans tout le corps. Parce que les bactéries évitent les cellules immunitaires, iCAP a décuplé la dose maximale acceptable dans les modèles de tumeurs animales. La cape d’invisibilité s’est estompée avec le temps, indiquant que les germes ont été éliminés à d’autres endroits du corps sans causer d’effets négatifs. Dans d’autres études, les auteurs de l’étude ont modifié le système pour créer un médicament anti-tumoral. Par rapport à un groupe témoin, les tumeurs du côlon et du sein ont diminué beaucoup plus chez les rats de laboratoire. Il existe environ 80 variétés distinctes de CAP disponibles pour E. coli seul, ainsi que d’autres espèces de bactéries que les scientifiques peuvent développer en utilisant des méthodes similaires. De plus, CAP n’est pas la seule molécule présente à la surface des bactéries.
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