طور باحثون في جامعة ووترلو بكتيريا معدلة وراثيًا مصممة للغزو وأكل الأورام الصلبة من الداخل إلى الخارج. يستخدم النهج كائنات دقيقة تعيش في بيئات خالية من الأكسجين، مستهدفًا نوى الأورام ذات الأكسجين المنخفض. تعديل جيني يسمح للبكتيريا بالبقاء بالقرب من الحواف المؤكسجة، يُتحكم فيه بواسطة آلية استشعار الكوروم.
علماء في جامعة ووترلو يتقدمون في علاج جديد للسرطان من خلال تعديل بكتيريا لاستهداف واستهلاك الأورام الصلبة داخليًا. تركز الاستراتيجية على Clostridium sporogenes، بكتيريا تربة تنجو فقط في ظروف خالية من الأكسجين. تتكون نوى الأورام الصلبة الكثيرة من خلايا ميتة وتفتقر إلى الأكسجين، مما يوفر بيئة مثالية لهذه الكائنات الدقيقة للتكاثر والتغذية على العناصر الغذائية. nn«تدخل أبواغ البكتيريا إلى الورم، وتجد بيئة غنية بالعناصر الغذائية وبدون أكسجين، والتي يفضلها هذا الكائن، فتبدأ في أكل هذه العناصر والنمو في الحجم»، شرح الدكتور مارك أوكوين، أستاذ هندسة كيميائية في ووترلو. «لذا، نحن الآن نستعمر ذلك الفضاء المركزي، والبكتيريا تقوم أساسًا بإزالة الورم من الجسم.»nnيبرز تحدٍ رئيسي عندما تنتشر البكتيريا نحو حواف الورم، حيث يسبب الأكسجين الزائد موتها قبل القضاء الكامل على السرطان. للتغلب على ذلك، أدخل الفريق جينًا من بكتيريا ذات صلة تتحمل الأكسجين، مما يمكن البقاء في مناطق منخفضة الأكسجين. ومع ذلك، قد تسمح تنشيط هذه الصفة مبكرًا بالنمو في أجزاء الجسم الغنية بالأكسجين مثل مجرى الدم، مما يشكل مخاطر.nnحل الباحثون ذلك بإدراج استشعار الكوروم، نظام تواصل بكتيري يستخدم إشارات كيميائية. مع زيادة أعداد البكتيريا داخل الورم، تقوى الإشارة، مما ينشط جين تحمل الأكسجين فقط عند وجود كمية كافية من الكائنات الدقيقة. هذا يضمن عملًا مستهدفًا داخل الورم.nnفي أعمال سابقة، عدّل الفريق Clostridium sporogenes وراثيًا لمقاومة أفضل للأكسجين. اختبر تجربة لاحقة دائرة استشعار الكوروم ببرمجة البكتيريا لإنتاج بروتين فلوري أخضر، مما يتحقق من توقيت التنشيط. «باستخدام البيولوجيا الاصطناعية، بنينا شيئًا مثل دائرة كهربائية، لكن بدلاً من الأسلاك استخدمنا قطعًا من الحمض النووي»، قال الدكتور براين إنغالز، أستاذ الرياضيات التطبيقية في ووترلو. «لكل قطعة وظيفتها. عند تجميعها بشكل صحيح، تشكل نظامًا يعمل بطريقة يمكن التنبؤ بها.»nnنشأ المشروع من بحث الطالب الدكتوراه بهرام زرغر تحت إشراف إنغالز والأستاذة المتقاعدة الدكتورة بو تشين. يشمل تعاونًا مع CREM Co Labs في تورونتو، التي شارك في تأسيسها زرغر، والطالبة السابقة الدكتورة سارة سدر. الخطوات المستقبلية تشمل دمج التعديلين في بكتيريا واحدة لتجارب ما قبل السريرية على الأورام.nnتظهر النتائج في ACS Synthetic Biology (2025; 14(12): 4857).
