超音波による腫瘍組織の改変で生きた細菌を用いるがん治療を強化(Ultrasound-Mediated Tissue Remodeling Enhances Live Bacterial Sonodynamic Therapy)

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2026-10-27 中国科学院(CAS)

中国科学院深圳先進技術研究院の蔡林涛(Cai Lintao)教授らは、生きた細菌と超音波を組み合わせ、腫瘍内部への薬効成分の到達と抗腫瘍効果を高める新しい治療戦略を開発した。研究では、低酸素環境に向かって移動する性質を持つ光合成細菌 Rhodopseudomonas palustris(パラロドシュードモナス・パルストリス)を、生体型の音響増感剤として利用した。細菌が自然に持つバクテリオクロロフィルは、超音波照射によって活性酸素種を発生させ、がん細胞への障害を促す。さらに超音波は、腫瘍の血管を一時的かつ可逆的に拡張し、血管壁や組織の透過性を高めることで、細菌の腫瘍内への集積と深部への浸透を促進した。細胞実験、三次元腫瘍スフェロイド、動物実験で有効性が検証され、光音響イメージングや組織解析でも細菌の蓄積・浸透の改善が確認された。複雑な化学合成や遺伝子改変を必要としない点も特徴であり、深部腫瘍に対する非侵襲的な治療法の開発につながる可能性がある。

<関連情報>

超音波駆動型組織リモデリングは、生きた細菌の超音波感受性化を統合し、腫瘍治療を強化する。 Ultrasound-Actuated Tissue Remodeling Integrates Living Bacterial Sonosensitization for Enhanced Tumor Therapy

Aiqing Ma, Wenqiang Tu, Rourong Chen, Xiaoyuan Cai, Jiacheng Ouyang, Hui Ran, Cheng Xu, Fang Fang, Lizhen Zhu, Hong Pan, Kai Yang, Lanlan Liu, Lintao Cai
Advanced Functional Materials  Published: 11 September 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/adfm.78305

Abstract

Sonodynamic therapy (SDT) is a promising non-invasive modality for treating deep-seated tumors, yet its efficacy remains constrained by the poor tumor accumulation of conventional sonosensitizers. To address this, we developed a bacteria-based SDT strategy employing Rhodopseudomonas palustris (R.P) as a self-propelled, living sonosensitizer that leverages inherent hypoxia tropism and active motility. Our results suggest that bacteriochlorophyll embedded in the bacterial membrane could act as an effective sonosensitizer, generating reactive oxygen species (ROS) upon ultrasound stimulation and contributing to tumor cell killing via sonochemical effects. Notably, ultrasound also exerts a mechanical effect, inducing approximately 1.35-fold dilation of tumor vessels. Molecular dynamics simulations indicate that periodic ultrasound forces may cause reversible deformation of cell membranes, characterized by transient expansion of intermolecular spacing and rapid structural stretching. This ultrasound-mediated tissue remodeling might enhance tumor permeability, potentially facilitate deeper bacterial infiltration, and contributing to the improved efficacy of SDT. Together, these results present a bacteria-based SDT approach that integrates living therapeutics with self-propulsion and physical actuation, offering a potential strategy to expand the therapeutic scope of ultrasound in cancer treatment.

医療・健康
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