ウォータールー大学の研究者らが、固形腫瘍を内側から侵入して食べるよう設計された改変細菌を開発した。この手法は、無酸素環境で繁栄する微生物を利用し、腫瘍の低酸素コアを標的とする。遺伝子改変により、酸素豊富な縁近くでも細菌が生存可能で、クォーラムセンシング機構により制御される。
ウォータールー大学の科学者らは、細菌を改変して固形腫瘍を内部から標的化し消費する新たながん治療を推進している。戦略の中心は、Clostridium sporogenesという土壌細菌で、無酸素条件下でのみ生存する。多くの固形腫瘍の内部コアは死細胞からなり酸素が不足しており、これらの微生物が倍増し栄養を摂取する理想的な生息地を提供する。 nn「細菌の胞子が腫瘍に入り、多くの栄養素があり酸素のない環境を見つけ、この生物が好むため、栄養を食べ始めサイズを成長させる」と、ウォータールーの化学工学教授Marc Aucoin博士が説明した。「こうして、私たちはその中央空間を植民地化し、細菌は本質的に腫瘍を体から除去している。」nn細菌が腫瘍の縁に向かって広がると、微量の酸素が原因で完全にがんを根絶する前に死滅するという主要な課題が生じる。これを克服するため、チームは酸素耐性を持つ関連細菌から遺伝子を挿入し、低酸素領域での生存を可能にした。しかし、この特性の早期活性化は、血液などの酸素豊富な体部位での成長を許し、リスクを伴う。nn研究者らは、化学信号を使用した細菌間の通信システムであるクォーラムセンシングを組み込むことでこれを解決した。腫瘍内の細菌数が増加すると信号が強まり、十分な微生物が存在する場合にのみ酸素耐性遺伝子を活性化する。これにより腫瘍内での標的化された作用が確保される。nn以前の研究で、チームはClostridium sporogenesを遺伝的に改変し、酸素耐性を向上させた。次の実験では、細菌に緑色蛍光タンパク質を産生させるようプログラムし、クォーラムセンシング回路をテストして活性化タイミングを確認した。「合成生物学を使って、電気回路のようなものを構築したが、ワイヤーの代わりにDNAの断片を使った」と、ウォータールーの応用数学教授Brian Ingalls博士が語った。「各ピースに役割があり、正しく組み立てられると予測可能なシステムを形成する。」nnこのプロジェクトは、Ingallsと退職教授Pu Chen博士の指導の下、PhD学生Bahram Zargarの研究から始まった。トロントのCREM Co Labs（Zargarが共同設立）と元博士課程学生Sara Sadr博士との協力も含む。今後のステップは、両改変を1つの細菌に統合し、前臨床腫瘍試験を行うことだ。nn結果はACS Synthetic Biology (2025; 14(12): 4857)に掲載された。