自调整的工程益生菌用于向瘤殖民和局部疗法交付

科学领域:

• 合成生物学 合成生物学
• 微生物治疗学 微生物治疗学
• 在瘤学瘤学.

背景情况:

• 工程细菌在癌症治疗方面表现有前途,但在精确的体内控制和安全方面面临挑战.
• 目前的方法需要改进的策略,以有针对性的输送和受控的治疗剂释放.

研究的目的:

• 为了设计一种益生菌细菌,Escherichia coli Nissle 1917,具有精确的瘤定位和按需治疗有效载荷释放能力.
• 提高工程细菌在结直肠癌治疗中的生物安全性和疗效.

主要方法:

• 基因电路编程被用来开发一种依赖L-乳酸盐的生存系统,将工程化大肠杆菌生长限制在特定的瘤微环境中.
• 实施了定数感应系统来控制α-hemolysin (SAH) 的表达,以增强抗瘤效果.
• 高乳酸盐水平诱导凝固酶 (Coa) 表达,从而产生局部效应,可能限制细菌和有效载荷泄漏.

主要成果:

• 改造的益生菌在高L-乳酸盐 (≥5mM) 的环境中展示了有针对性的殖民和生存,防止小鼠的目标外生长.
• 表达SAH的电路和乳酸诱导的CoA有助于增强抗瘤活性和生物安全性.
• 在与工程细菌治疗的结直肠瘤携带小鼠中,观察到显著的瘤增殖抑制和延长存活率.

结论:

• 这种自我调整的生物治疗系统为细菌瘤治疗提供了更安全,更有效的方法.
• 开发的基因电路能够精确控制工程细菌的体内表现,为实际的临床应用铺平了道路.
• 这一战略代表了利用工程益生菌用于瘤治疗的重大进展.