細菌にがん治療薬を送り込む「見えないマント」を開発(Engineering an “Invisible Cloak” for Bacteria to Deliver Cancer Drugs)

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治療用細菌の新しい微生物カプセル化システムにより、より効果的な送達が可能に、マウスでがん細胞を死滅させることを示す Novel microbial encapsulation system for therapeutic bacteria enables more effective delivery, shown to kill cancer cells in mice

2022-03-17 コロンビア大学

コロンビア工学の研究者は、治療用細菌を免疫システムから一時的に隠す「遮蔽」システムを開発し、腫瘍への薬剤投与やマウスのがん細胞をより効果的に殺せるようになったと発表した。
研究チームは、微生物のDNAを操作することにより、細菌の表面を制御する遺伝子回路をプログラムし、細菌を包み込む分子「マント」を構築しました。
システムを動的に制御できる。バクテリアの血液中での生存時間を調整し、バクテリアの最大許容量を増加させることができる。また、アクセス可能な1つの腫瘍に細菌を注入し、転移巣、体の他の部分に広がる癌細胞などの遠位腫瘍に制御可能に移動させることができることを示した。
<関連情報>

プログラム可能なカプセル化システムにより、マウスにおける治療用細菌の送達が改善される A programmable encapsulation system improves delivery of therapeutic bacteria in mice

Tetsuhiro Harimoto, Jaeseung Hahn, Yu-Yu Chen, Jongwon Im, Joanna Zhang, Nicholas Hou, Fangda Li, Courtney Coker, Kelsey Gray, Nicole Harr, Sreyan Chowdhury, Kelly Pu, Clare Nimura, Nicholas Arpaia, Kam W. Leong & Tal Danino
Nature Biotechnology (2022)Cite this article Metricsdetails

Abstract

Living bacteria therapies have been proposed as an alternative approach to treating a broad array of cancers. In this study, we developed a genetically encoded microbial encapsulation system with tunable and dynamic expression of surface capsular polysaccharides that enhances systemic delivery. Based on a small RNA screen of capsular biosynthesis pathways, we constructed inducible synthetic gene circuits that regulate bacterial encapsulation in Escherichia coli Nissle 1917. These bacteria are capable of temporarily evading immune attack, whereas subsequent loss of encapsulation results in effective clearance in vivo. This dynamic delivery strategy enabled a ten-fold increase in maximum tolerated dose of bacteria and improved anti-tumor efficacy in murine models of cancer. Furthermore, in situ encapsulation increased the fraction of microbial translocation among mouse tumors, leading to efficacy in distal tumors. The programmable encapsulation system promises to enhance the therapeutic utility of living engineered bacteria for cancer.

 

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