גם כאשר הסרטן נותר גורם מוות מוביל בעולם, טיפול בסרטן מבוסס חיידקים מציג אפשרות טיפול מרגשת וחדשנית. בשל יכולתם לחדור את מחסום הסטרומה הנוקשה, חיידקים יכולים לכוון באופן טבעי לגידולים מוצקים ולהציע חדירה תוך גידולית. עם זאת, לפני שניתן להשתמש בחיידקים אלו בטיפולים רפואיים, יש להתייחס למספר גורמים חשובים. יש להחליש או "להחליש" חיידקים המיועדים לניסויים קליניים כדי להבטיח שימוש בטוח בהם בבעלי חיים ובבני אדם. בנוסף, יש צורך בהליך ייצור פשוט כדי לייצר חיידקים אנטי סרטניים בטוחים ויעילים. הדבר מחייב פיתוח שיטת תרבות אופטימלית לחיידקים.
כעת, במחקר שפורסם באינטרנט ב- כתב עת להנדסה כימיתחוקרים מהמכון המתקדם למדע וטכנולוגיה של יפן (JAIST), בראשותו של פרופסור אייג'ירו מיאקו וכולל Mikako Miyahara, בשיתוף עם חוקרים מאוניברסיטת צוקובה, יפן, פיתחו שיטה חדשה להתרבות חיידקים אנטי-גידולים באמצעות פיגומים בעלי נקבוביות גבוהה. . גישה חדשנית זו לא רק שיפרה את התכונות האנטי-סרטניות של החיידקים אלא גם שיפרה את בטיחותם בניסויים בבעלי חיים.
בעבר, צוות המחקר בודד קבוצה של חיידקים, בשם A-gyo ו-UN-gyo מגידולים בעכברים. A-gyo מתייחס לחיידק פרוטאוס מירביליס וגיו של האו"ם לחיידק הפוטוסינתטי, Rhodopseudomonas palustris. חיידקים אלו שוכנים בתוך תאי גידול המקיימים איתם אינטראקציה, ועשויים להשפיע על צמיחת הגידול והתגובה לטיפול. יחד, הם יוצרים את 'קונסורציום החיידקים AUN', אשר מראה הבטחה רבה ככלי רב עוצמה לגילוי סרטן בגלל יכולתו למקד ביעילות לגידולים ובטיחותו. עם זאת, מציאת הדרך הטובה ביותר לגדל את החיידקים הללו הייתה מאתגרת.
כדי להתמודד עם האתגרים של תרבות AUN, החוקרים בחנו באמצעות פיגומים שתוכננו במיוחד. הם הכינו את הפיגום המיקרו-נקבי באמצעות חומר תואם ביולוגי בשם polydimethylsiloxane (PDMS), בשילוב טיטניום דו-חמצני (TiO2). התוספת של TiO2 עזר ליצור איזון שבו החיידקים יכולים לכוון ביעילות לגידולים, אך היו מבוקרים מספיק כדי למנוע גידול חיידקי אגרסיבי מדי המוביל לזיהומים לא מכוונים או לתגובות חיסוניות. פיגומים נקבוביים אלה חיזקו משמעותית את התכונות האנטי-סרטניות של החיידק, והפכו אותם ליעילים יותר.
ברגע שהחוקרים הכינו את PDMS-TiO2 מרוכבים, הם התרבו חיידקי AUN יחד עם בלוקים של הפיגום תוך חשיפת ההתקנה כולה לאור. הם גילו שכאשר הם נחשפים לאור, TiO2 בפיגום החלישו ביעילות את החיידקים על ידי ייצור מולקולות רעילות הנקראות מיני חמצן תגובתי (ROS), וסייעו להבטיח בטיחות במהלך הטיפול.
לאחר מכן, הם העריכו את היעילות האנטי-סרטנית של AUN. למרבה ההפתעה, החוקרים גילו ש-AUN שתורבת עם הפיגום הפגין יכולת מוגברת להרוג סוגים שונים של תאי גידול. כאשר נבדק על עכברים עם סרטן השד, טיפול בחיידקי AUN המוחלשים הוביל לשיפור בשיעורי ההישרדות. פעילות אנטי סרטנית מוגברת נצפתה בעכברים עם סרטן שד עמיד לתרופות.
גילינו שהתגובה האנטי-סרטנית החזקה נבעה מהתכונות האונקוליטיות (הורגות סרטן) של AUN עצמה, בסיוע תאי חיסון מופעלים שונים כמו תאי T, תאי NK ומקרופאגים במיקרו-סביבה של הגידול".
Mikako Miyahara, דוקטורנט ב-JAIST והמחבר הראשי של המחקר
המחקר גם אישר כי ניתן להפעיל את ה-AUN בתרבית עם פיגומים בבטחה לא רק לעכברים, אלא גם לכלבים.
הבטיחות והיעילות המשופרות של שיטה פשוטה זו מקרבת את AUN צעד אחד יותר לשימוש הנרחב שלה בטיפול בסרטן, ומחברי המחקר מצפים שטכנולוגיה זו תהיה זמינה לניסויים קליניים במהלך 10 השנים הבאות.
"הגילוי שלנו כיצד פיגומים נקבוביים משפיעים על פעילות החיידקים של AUN יסייע בתכנון חומרי פיגומים מלאכותיים לטיפול יעיל נגד סרטן עמיד לתרופות." מסביר פרופ' מיאקו. לסיכום, מחקר ציון דרך זה מניח את הבסיס למסחור עתידי ושימוש קליני ב-AUN, ומביא תקווה חדשה לחולים שנפגעו מסוגים שונים של סרטן.