Biyomühendislik ile tasarlanmış platform, onkolitik virüsün bağışıklıktan kaçmasına olanak tanırken sistemik yayılımını da önlüyor!
Columbia Üniversitesi Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu
Çeviri: Sedef Çakır
GazeteBilim Yazı İşleri
Columbia Engineering’den araştırmacılar, bakteri ve virüsleri birlikte çalıştıran bir kanser tedavisi geliştirdi. Nature Biomedical Engineering’de yakın zamanda yayımlanan bir çalışmada, Sentetik Biyolojik Sistemler Laboratuvarı; virüsü tümör arayan bir bakterinin içine gizleyen, onu bağışıklık sisteminden kaçıran ve tümörlerin içinde serbest bırakan sistemlerini tanıttı.
Yeni platform, bakterilerin tümörleri bulma ve saldırma eğilimini, virüslerin kanser hücrelerini enfekte etme ve öldürme yeteneğiyle birleştiriyor. Columbia Engineering’de biyomedikal mühendislik doçenti olan Tal Danino’nun öncülüğünde geliştirilen bu sisteme CAPPSID (Coordinated Activity of Prokaryote and Picornavirus for Safe Intracellular Delivery) ismi verildi. Rockefeller Üniversitesinden viroloji uzmanı Charles M. Rice da Columbia ekibiyle iş birliği yaptı.
Columbia’da MD/PhD adayı ve ortak yazar Jonathan Pabón, “Hedefimiz, bakteriyel kanser tedavisini geliştirmek için bakterilerin terapötik bir virüsü doğrudan tümör hücrelerinin içine ulaştırıp aktive etmesini sağlamak ve aynı zamanda virüsün tümör dışına yayılımını sınırlayacak güvenlik önlemleri tasarlamaktı.” ifadelerini kullandı.
Araştırmacılar, farelerde doğrulanan bu teknolojinin, bakteriler ile kanseri hedefleyen virüsler arasında doğrudan mühendislik yoluyla sağlanan ilk iş birliği örneğini temsil ettiğini düşünüyor.
Tal Danino’nun laboratuvarında çalışmış eski doktora sonrası araştırmacı ve ortak yazar Zakary S. Singer, “Bu yaklaşım, bakterilerin tümörleri hedefleme yeteneğini, virüslerin kanser hücrelerini enfekte edip öldürme yeteneğiyle birleştiriyor. Bakteriyel mühendislik ile sentetik virolojiyi bir araya getirerek, tek bir mikroorganizmanın tek başına yapabileceğinden çok daha fazlasını başarabilecek çoklu organizma temelli tedavilere giden yolu açmayı hedefliyoruz.” sözlerini dile getirdi.
Columbia Üniversitesi Irving Tıp Merkezindeki Herbert Irving Kapsamlı Kanser Merkezi ve Columbia Veri Bilimi Enstitüsü ile de bağlantılı olan Danino, “Bu muhtemelen bugüne kadar geliştirdiğimiz en teknik açıdan ileri ve yenilikçi platform.” dedi.
Bağışıklıktan gizlice kaçmak
Onkolitik virüs tedavisindeki en büyük engellerden biri, vücudun bağışıklık sistemidir. Eğer bir hastada daha önceki bir enfeksiyon veya aşılamadan kaynaklanan virüse karşı antikorlar bulunuyorsa, bu antikorlar virüs tümöre ulaşmadan onu etkisiz hale getirebilir. Columbia ekibi ise bu sorunu, virüsü tümörleri hedefleyen bakterilerin içine gizleyerek aştı.
Singer, “Bakteriler, virüsü antikorlardan gizleyen bir pelerin gibi davranıp onu tümöre ulaştırıyor.” ifadelerini dile getirdi.
Pabón, bu stratejinin insanların günlük yaşamda zaten maruz kaldığı virüsler için özellikle önemli olduğunu dile getiriyor. “Sistemimiz, bu virüslere karşı bağışıklık geliştirmiş hastalarda bakterilerin potansiyel olarak bir onkolitik virüsü başlatmak ve solid tümörleri tedavi etmek için kullanılabileceğini gösteriyor.” diye ekledi.
Tümörün hedeflenmesi
Sistemin bakteriyel kısmı, doğal olarak düşük oksijenli ve besin açısından zengin tümör ortamına göç eden bir tür olan Salmonella typhimurium’dur. Tümör bölgesine ulaştığında bakteriler kanser hücrelerin içine girer ve virüsü doğrudan tümörün içine bırakır.
Singer, “Bakterileri, viral RNA’yı tümörlere taşıyan bir Truva atı gibi davranacak şekilde programladık. Ardından, kanser hücrelerinin içinde lizis olup viral genomu serbest bırakıyorlar; bu genom da kanser hücreleri arasında yayılabiliyor.” diye açıkladı.
Araştırmacılar, bakterilerin tümörleri hedefleme becerisi ve virüslerin kanser hücreleri içinde çoğalma yeteneğinden faydalanarak, tümörün içine nüfuz edip içinde yayılabilen bir taşıma sistemi geliştirdi. Bu, hem yalnızca bakteri hem de yalnızca virüs temelli yaklaşımları sınırlayan bir engeldi.
Enfeksiyonların kontrolden çıkmasını önleme
Herhangi bir canlı virüs tedavisinde temel kaygılardan bir tanesi, tümörün ötesine yayılımını kontrol altına almaktır. Ekip bu sorunu moleküler bir hileyle aştı. Virüsün, yalnızca bakterilerden elde edebileceği bir molekül olmadan yayılamamasını sağladılar. Bakteriler tümörün içinde kaldığı için, “proteaz” adındaki bu hayati bileşen vücudun başka hiçbir yerinde bulunmuyor.
Singer, bu durumu “Bulaşıcı viral parçacıklar sadece bakterilerin yakınında oluşabiliyordu; çünkü tasarlanmış virüste viral olgunlaşma için gerekli özel mekanizmayı sağlamak bakterilere bağlıydı. Bu durum, mikroplar arasında yapay bir bağımlılık yarattı. Bu güvenlik önlemi ikinci bir kontrol katmanı ekliyor: Virüs tümörden kaçsa dahi sağlıklı dokuda yayılamıyor.” ifadeleriyle açıkladı.
Singer çalışma hakkında, “Tam da bu tür sistemler (özellikle bu canlı tedavilerin güvenliğini artırmaya yönelik olarak tasarlananlar) bu ilerlemelerin kliniğe taşınmasında hayati önem taşıyacak.” dedi.
Gelecek araştırmalar ve klinik uygulamalar
Bu yayın, bu tür bakteri–virüs sistemlerinin gelecekteki klinik uygulamalara sunulması yolunda önemli bir adımı temsil ediyor.
Pabón, “Bir hekim-bilim insanı olarak amacım, canlı ilaçları kliniğe taşımak. Teknolojimizi laboratuvarın dışına çıkarıp klinik uygulamalara aktarmaya yönelik çalışmalar şu anda devam etmekte.” sözlerini dile getirdi.
Danino, Rice, Singer ve Pabón, bu çalışmayla ilgili olarak Amerika Birleşik Devletleri Patent ve Marka Ofisi’ne (WO2024254419A2) bir patent başvurusunda bulundu.
İleriye dönük olarak, ekip bu yaklaşımı daha geniş bir kanser yelpazesinde test ederek farklı tümör tipleri, fare modelleri, virüsler ve yükler kullanarak hücre içindeki belirli koşulları algılayıp bunlara yanıt verebilen bir “viral tedavi araç seti” geliştirmeyi amaçlıyor. Ayrıca, bu sistemi, klinik deneylerde güvenli olduğu zaten kanıtlanmış bakteri suşlarıyla nasıl birleştireceklerini de değerlendiriyorlar.
Kaynakça:
Trojan horse bacteria sneak cancer-killing viruses into tumors | ScienceDaily
Son Erişim Tarihi: 29/08/2025
