연구원들은 종양과 싸우기 위해 자성 박테리아를 사용합니다
애니 |
업데이트됨: 2022년 10월 27일 01:30 IST
취리히 [Switzerland]27 (ANI): 전 세계의 과학자들은 치료할 종양에 대한 항암제를 얻는 방법을 찾기 위해 노력하고 있습니다.
한 가지 아이디어는 조작된 박테리아를 순환계를 통해 종양으로 약물을 운반하는 ‘수송체’로 사용하는 것입니다. ETH Zurich의 연구원들은 일부 박테리아가 혈관벽을 가로질러 종양 조직을 침범할 수 있도록 제어하는 데 성공했습니다.
Responsive Biomedical Systems 교수인 Simone Schurle가 이끄는 ETH Zurich 연구원들은 박테리아에 포함된 산화철 입자로 인해 자연적으로 자성을 띠는 박테리아에 대한 실험을 선택했습니다. Magnetospirillum 박테리아는 자기장에 반응하며 신체 외부의 자석에 의해 제어될 수 있습니다.
일시적인 취약점 악용
Schurle와 그녀의 동료들은 이제 세포 배양 및 동물에서 종양에 회전 자기장을 적용하면 악성 발달에 가까운 혈관벽을 통과하는 박테리아의 능력이 향상된다는 것을 입증했습니다. 회전하는 자기장은 박테리아를 혈관벽에서 원형으로 앞으로 밀어냅니다.
혈관벽 횡단 메커니즘이 어떻게 제대로 작동하는지 이해하려면 세심한 검사가 필요합니다. 혈관벽은 세포로 구성되어 있으며 많은 작은 혈관이 침투하는 생명선과 종양 조직 사이의 장벽 역할을 합니다. 일부 화학 물질은 이러한 세포 사이의 좁은 간격으로 인해 혈관 벽을 통과할 수 있습니다. 혈관벽의 세포는 박테리아가 통과할 수 있을 만큼 일시적으로 충분히 넓을 수 있는 세포 사이의 이러한 간격의 크기를 제어합니다.
높은 급여와 높은 확률
테스트와 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 ETH Zurich 연구원들은 회전 자기장으로 박테리아를 밀어내는 것이 세 가지 이유에서 효과적이라는 것을 보여주었습니다. 우선, 회전 자기장의 추력은 정적 자기장의 추력보다 10배 더 강합니다. 후자는 단순히 경로를 설정하고 박테리아는 자체적으로 지속되어야 합니다.
두 번째이자 가장 중요한 이유는 회전하는 자기장에 의해 세균이 혈관벽을 따라 끊임없이 움직이기 때문입니다. 박테리아의 움직임이 탐색적이지 않은 다른 추진 모드와 비교할 때 이는 혈관벽의 세포 사이에 빠르게 발생하는 간격을 만날 가능성이 더 높습니다. 셋째, 이전 기술과 달리 미생물을 추적하기 위해 이미징이 필요하지 않습니다. 자기장은 일단 종양 위에 놓이면 재설정할 필요가 없습니다.
“상품”이 종양 조직에 축적됩니다.
Schurrle은 “우리는 또한 자연적이고 독립적인 박테리아의 움직임으로부터 이익을 얻습니다.”라고 설명합니다. “일단 박테리아가 혈관벽을 통과하여 종양에 존재하면 독립적으로 종양으로 이동할 수 있습니다.” 이러한 이유로 과학자들은 박테리아가 혈관벽을 효율적으로 통과하여 종양에 도달하기에 충분한 시간인 외부 자기장을 통한 푸시를 단 1시간 동안 사용합니다.
미래에는 이러한 미생물이 항암제를 전달할 수 있습니다. ETH 취리히 연구원들은 리포솜(지질과 유사한 물질의 나노스피어)을 박테리아에 부착함으로써 세포 배양 연구에서 이 응용을 모방했습니다. 그들은 이 리포솜에 형광 염료를 표시하여 박테리아가 자신의 “화물”을 악성 조직으로 옮겨 페트리 접시에 축적되었음을 보여주었습니다. 리포솜은 미래의 의료용 약물로 채워질 것입니다.
세균성 암 치료
박테리아가 암과 싸우는 데 도움이 되는 두 가지 방법 중 하나는 약물 관문 역할을 하는 것입니다. 거의 한 세기 동안 사용되어 온 다른 전략은 특정 유형의 박테리아가 암세포를 손상시키는 자연적 경향에 기반을 두고 있습니다. 여러 작업이 필요할 수 있습니다. 어쨌든 박테리아는 면역 체계 세포를 자극하여 종양을 죽이는 것으로 알려져 있습니다.
여러 연구에서 종양에 대한 대장균 박테리아의 효과를 적극적으로 조사하고 있습니다. 오늘날 미생물은 합성 생물학을 통해 변형되어 의약 효과를 개선하고 부작용을 제거하며 더 안전하게 만들 수 있습니다.
비자성 박테리아를 자성으로 만드십시오.
그러나 암 치료에서 박테리아의 고유한 특성을 활용하려면 이러한 박테리아가 종양에 효율적으로 도달하는 방법에 대한 문제를 해결해야 합니다. 신체 표면에 있는 종양에 직접 세균을 주입하는 것은 가능하지만, 신체 깊숙이 위치한 종양에는 할 수 없습니다. Schurrle 교수의 작은 로봇 제어가 여기에서 작동합니다. “우리는 우리의 공학적 접근이 세균성 암 치료의 효능을 향상시키는 데 사용되기를 희망합니다.”라고 그녀는 말합니다.
암 연구에 사용되는 대장균은 자성이 없기 때문에 자기장에 의해 구동되거나 제어될 수 없습니다. 자기 반응은 일반적으로 미생물 중에서 상당히 드문 특징입니다. Magnetospirillum은 이러한 특성을 가진 몇 안 되는 박테리아 속 중 하나입니다.
결과적으로 Schurrle는 E. coli 포자를 자성으로 만들기를 희망합니다. 이것은 언젠가 자연 자성이 결여된 임상적으로 사용되는 의약 미생물을 조절하기 위해 자기장의 사용을 허용할 수 있습니다. (애니)