Onderzoekers zetten kankercellen aan om 'zelfmoord te plegen' met een zelfgeproduceerde bacterie

Kankercellen. Screenshot YouTube

Voor het eerst ter wereld: onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv codeerden een toxine geproduceerd door bacteriën in mRNA (messenger RNA)-moleculen en brachten deze deeltjes rechtstreeks naar kankercellen, waardoor de cellen het toxine produceerden – wat ze uiteindelijk doodde met een succespercentage van 50%.

De baanbrekende studie werd geleid door promovendus Yasmin Granot-Matok en prof. Dan Peer, een pionier in de ontwikkeling van RNA-therapeutica en hoofd van het Nanomedicine Laboratory aan de Shmunis School of Biomedicine and Cancer Research, tevens dienend als TAU's VP R&D. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Theranostics.

Prof. Peer legt uit: "Veel bacteriën scheiden gifstoffen af. De meest bekende hiervan is waarschijnlijk het botulinumtoxine dat wordt geïnjecteerd bij Botox-behandelingen. Een andere klassieke behandelingstechniek is chemotherapie, waarbij kleine moleculen door de bloedbaan worden toegediend om kankercellen effectief te doden. Echter, chemotherapie heeft een groot nadeel: het is niet selectief en doodt ook gezonde cellen.Ons idee was om veilige mRNA-moleculen, gecodeerd voor een bacterieel toxine, rechtstreeks aan de kankercellen af te leveren, waardoor deze cellen daadwerkelijk het giftige eiwit produceren dat hen later zou doden. Het is als het plaatsen van een paard van Troje in de kankercel."

Eerst codeerde het onderzoeksteam de genetische informatie van het toxische eiwit geproduceerd door bacteriën van de pseudomonas-familie in mRNA-moleculen (lijkend op de procedure waarbij genetische informatie van het 'spike'-eiwit van COVID-19 werd gecodeerd in mRNA-moleculen om het vaccin te maken). De mRNA-moleculen werden vervolgens verpakt in lipidenanodeeltjes die ontwikkeld waren in het laboratorium van prof. Peer en gecoat met antilichamen - om er zeker van te zijn dat de instructies voor het produceren van het toxine hun doel, de kankercellen, zouden bereiken. De deeltjes werden geïnjecteerd in de tumoren van diermodellen met melanoom huidkanker. Na een enkele injectie verdween 44-60% van de kankercellen.

"In onze studie produceerde de kankercel het giftige eiwit dat hem uiteindelijk doodde", zegt prof. Peer. "We gebruikten pseudomonas-bacteriën en de melanoomkanker, maar dit was slechts een kwestie van gemak. Veel anaerobe bacteriën, vooral die in de grond leven, scheiden gifstoffen af, en de meeste van deze gifstoffen kunnen waarschijnlijk met onze methode worden gebruikt. Dit is onze "recept", en we weten hoe we het met onze nanodeeltjes rechtstreeks naar de doelcellen moeten brengen. Wanneer de kankercel het "recept" aan het andere uiteinde leest, begint hij het gif te produceren alsof het de bacterie zelf is en deze zelf- geproduceerde toxine doodt het uiteindelijk. Zo kunnen we met een simpele injectie in het tumorbed kankercellen 'zelfmoord' laten plegen, zonder gezonde cellen te beschadigen. Bovendien kunnen kankercellen geen resistentie ontwikkelen tegen onze technologie, zoals vaak gebeurt met chemotherapie - omdat we kunnen altijd een ander natuurlijk gif gebruiken."

Andere bijdragers aan de studie waren: Dr. Assaf Ezra, Dr. Srinivas Ramishetti, Dr. Preeti Sharma, Dr. Gonna Somu Naidu en Prof. Itai Benhar, hoofd van het Antibody Engineering Lab aan de Shmunis School of Biomedicine and Cancer Research aan de TAU. De studie werd gefinancierd door de Shmunis Family Foundation for Biomedicine and Cancer Research.