Специальные штаммы кишечной палочки, бифидобактерии и сальмонеллы, умеют находить раковые клетки в теле обычных лабораторных крыс и сигнализируют об их наличии при помощи светящихся белков, которые позволяют определить трехмерную форму опухоли, заявляют европейские и американские биологи в статье, опубликованной в журнале PLoS One.

В последнее десятилетие множество биологов пытается приспособить бактерии для диагностики и лечения рака. В некоторых случаях бактерии успешно использовались в качестве «стимулятора» иммунитета – при нейтрализации бактерий клетки иммунной системы попутно уничтожали раковые образования. В других случаях ученые пытаются приспособить микроорганизмы для доставки в раковые клетки специальных молекул, запускающих процесс самоуничтожения.

Марк Тэнгни (Mark Tangney) из Университетского колледжа города Корк (Ирландия) и его коллеги вывели несколько штаммов бактерий, позволяющих определять точную форму раковой опухоли без вскрытия и других форм вмешательства в жизнедеятельность организма.

Как отмечают биологи, идея использования свечения клеток для изучения работы организма сама по себе не является открытием. Данная методика – биолюминисцентная интраскопия – используется для наблюдений за распространением патогенов в организме или за изменением состояния некоторых органов.

Научный коллектив под руководством Тэнгни воспользовался тем, что комбинация из небольшого количества кислорода, подавленного иммунитета и изобилие пищи в виде останков клеток в раковых тканях способствует сохранению и развитию колоний бактерий.

Для обнаружения раковых клеток ученые вывели три штамма различных бактерий – обычной кишечной палочки (Escherichia coli), бифидобактерий (Bifidobacterium breve), а также патогенной бациллы сальмонеллы (Salmonella typhimurium) – в геном которых была встроена последовательность генов люминесценции lux. Такие бактерии светились желто-зеленым светом при благоприятных условиях среды.

В качестве «пациентов» биологи использовали пожилых крыс, в бок которых вводилось большое количество раковых клеток человека или крысы. Иммунная система этих грызунов не могла справиться с клетками-«захватчиками» и через несколько недель в их теле развивалась злокачественная опухоль.

В этот момент ученые вводили в кровь своих подопечных или подкладывали им в корм культуру одной из светящихся бактерий и помещали их в клетку, окруженную со всех сторон светочувствительными матрицами. Эти устройства фиксировали малейшие признаки свечения, так как лишь небольшая доля биолюминисцентного света могла проникнуть через ткани животного на пути от опухоли к датчику.

Через две недели бактерии проникли в опухоль и развились там в количестве, достаточном для обнаружения их при помощи датчиков. Оказалось, что микроорганизмы одинаково успешно колонизировали все виды опухолей – они были обнаружены как в скоплениях «родных» раковых клеток мыши, так и в человеческих опухолях.

По словам Тэнгни и его коллег, комбинация из снимков компьютерной томографии и изображений с датчиков позволяет создать полноценную трехмерную модель опухоли в теле животного.

В перспективе, эта методика позволит медикам выбирать наиболее оптимальные методы удаления злокачественных образований и уменьшит вред для организма, который наносят агрессивные методики лечения рака. Как полагают ученые, бифидобактерии, кишечные палочки и другие безвредные микроорганизмы могут быть модифицированы таким образом, что они будут вырабатывать в опухоли вещества, уничтожающие раковые клетки.