1. oldal
A szalmonella baktériuma leginkább káros hatásairól ismert, vagyis arról, hogy súlyos ételmérgezést és hastífuszt képes okozni. A minden évben több millió embert megbetegítő mikroba azonban éppen azért válhat jótékony, a tumorok ellen is hatásos fegyverré, mert olyan sikeres kórokozó, amennyiben Jeff Hasty, a Kalifoniai Egyetem kutatója és kollégái sikerrel járnak terveik megvalósításában.
Hasty csapata genetikailag úgy módosította a baktériumokat, hogy azok egy sor különböző tumorellenes szert termeljenek, majd ha elérnek egy adott populációsűrűséget, megsemmisítsék magukat. A sejtek halálával daganatokra halálos rakományuk kiáramlik, és megöli a környező tumorsejteket. „Az egész olyan, mint egy kamikaze-küldetés” – mondja Hasty. A baktériumok mintegy 10 százaléka túléli az akciót, így a populáció rövidesen újra fejlődésnek indulhat, újabb és újabb öngyilkos merénylőket szabadítva a daganatokra.
A génmódosított mikrobákat eddig még csak különféle laborbeli sejtvonalakon és egereken tesztelték, így biztonságosságukkal és hatásosságukkal kapcsolatban rengeteg a megválaszolatlan kérdés. Arra tehát, hogy a módszer bekerüljön az alkalmazott rákterápiák közé, még akkor is éveket kell várni, ha a kötelező teszteken minden jól alakul. De a kutatásnak talán nem is ez a legfontosabb hozadéka.
Sokkal fontosabb fegyvertény lehet, hogy Hasty sikerrel hozott létre egy probiotikus időzítőt, avagy egy bakteriális szundigombot. A szakértő bizonyította, hogy lehetséges úgy módosítani a baktériumokat, hogy azok az általuk megtermelt hatóanyagokat szabályos időközönként engedjék szabadjára a szervezetben. Ez pedig a rákbetegek kezelésén túl számos egészségügyi problémára jelenthet új megoldást a cukorbetegségtől kezdve a magas vérnyomásig. A szakértők által kidolgozott módszer tehát messze túlmutat a daganatos betegek terápiáján, és nagyon biztató fejezetét jelenti azon kísérleteknek, amelyek célja a baktériumok minél átfogóbb bevonása a gyógyászatba.
Ami a rákot illeti, a kutatók már kétszáz évvel ezelőtt is felfigyeltek arra, hogy a daganatos betegekre időnként jótékony hatással vannak a bakteriális fertőzések. A megfigyelés terápiává kovácsolásával elsőként egy New Yorki sebész, William Coley próbálkozott az 1890-es években. A szakértő először aktív Streptococcusszal oltott be rákos betegeket, majd miután két páciens belehalt a fertőzésbe, elölt kórokozókra váltott, és összesen több mint ezer embert kezelt az úgynevezett Coley-toxinokkal.
Coley időnként a véráramba, máskor egyenesen a tumorba fecskendezte a baktériumokat, és pácienseinek meglepően nagy hányada túlélte a rákos megbetegedést. A sugárkezelés, a kemoterápia és a sebészeti megoldások előre törésével azonban a saját korában forradalminak számító módszer gyorsan háttérbe szorult, és pár évtized múltán már csak tudománytörténeti érdekességként emlegették.
Coley koncepciója az volt, hogy az idegen mikrobák immunválaszt indítanak be a szervezetben, amely így hatékonyabban veszi fel a harcot a daganatos sejtek terjedésével is. Hasty alapvetése más irányú, és inkább abból a felfedezésből indult ki, hogy a daganatok egyáltalán nem sterilek, hanem szervezet más részeihez hasonlóan hemzsegnek a mikrobáktól. A tumorok sajátos környezete sajátos mikrobiális közösséget vonz magához, a daganatok belsejében például előszeretettel telepednek meg az oxigénszegény beleket kedvelő kórokozók, amelyek új helyükön a járőröző immunsejtektől is biztonságban vannak.
Ezek a baktériumok pontosan azért keltették fel a rákkutatók érdeklődését, mert a daganatos betegségek gyógyítása során a legnagyobb problémát sokszor a gyógyszerek tumorok belsejébe juttatása jelenti, amit ezek a mikrobák látszólag gond nélkül meg tudnak oldani. Innen jött tehát az ötlet, hogy úgy alakítsák át a baktériumokat, hogy azok maguk termeljék meg a tumorellenes szereket, majd trójai falovakként bejussanak a daganatok belsejébe.
Ehhez először is ki kellett választani a megfelelő mikrobát. A szalmonella pedig kiváló jelöltnek bizonyult, hiszen oxigén nélkül is képes túlélni és ezért hajlamos felhalmozódni a daganatokban. Ráadásul közeli rokona a kólibaktériumnak, a modern biológia talán legtöbbet vizsgált mikrobájának, így az ez utóbbira kidolgozott génmérnöki beavatkozások a szalmonellán is teljesen működőképesek. Ahogy Hasty fogalmazott, a szalmonella módosítására egy hatalmas szerszámosláda áll rendelkezésre, mindenféle kész eszközökkel.
A baktériumok ugyanakkor élőlények, és mint ilyenek sokasodnak, illetve immunválaszt válthatnak ki a szervezetben, ahová bekerülnek. A korábbi kísérletek a hatóanyagtermelő szalmonella törzsek alkalmazására ezért rendre rossz eredményeket produkáltak. „Megöltük az egereket” ¬– emlékszik vissza Siegfried Weiss, a Helmholtz Intézet kutatója saját hasonló kísérleteire. „Annyi baktérium halmozódott fel bennük, hogy valószínűleg a toxikus sokk végzett velük.”
2. oldal
A szalmonella gyógyászati alkalmazásához tehát először is gondoskodni kell a baktériumok létszámának kontrollálásáról. Hasty és csapata pedig pontosan ezt vitte véghez. Omar Din, egy egyetemi hallgató vezetésével létrehoztak egy ártalmatlan baktériumtörzset, amely tumorellenes szereket termel. A bakteriális genomba ezen túl baktériumölő vírus génjeit is bejuttatták, majd ezen gének kifejeződését a baktériumok egymás érzékelésére használt rendszerével kapcsolták össze.
A végeredményül kapott mikroba beépített népességszabályozóval rendelkezik. Amikor a populáció sűrűsége elér egy bizonyos pontot, a sejtek 90 százaléka egyszerre elpusztul, szabadjára engedve rakományát. A túlélők aztán újra benépesítik a tumort, és az egész ciklus kezdődik elölről, hogy aztán a baktériumok óramű pontossággal újra és újra megtámadják a daganatos sejteket.
Minderre azért van szükség, mert annak ellenére, hogy a szalmonellát ártalmatlanítják, nagy mennyiségben továbbra is gyulladást és immunreakciót okozhat, magyarázza Beth McCormick, a Massachusettsi Orvosi Egyetem kutatója. A szinkronizált ciklusokkal azonban a fertőzés alacsony szinten tartható, ami megoldást jelenthet a túlzott immunválaszokra is.
Az önmegsemmisítés a baktériumpopuláció kordában tartása mellett a hatóanyagok célba juttatásáról is gondoskodik. A szalmonella kórokozóját pedig a jelek szerint meglehetősen egyszerű rávenni arra, hogy a legkülönbözőbb hatóanyagokat állítsa elő. Hasty csapata rögtön hármat is sikerrel termeltetett meg a baktériumokkal: a kísérletek során egy emlős sejtekbe bejutó mérget, egy immunrendszert stimuláló molekulát és egy, a rákos sejteket öngyilkosságra kényszerítő anyagot állítottak elő a mikrobák.
A baktériumokat Sangeeta Bhatia, az MIT kutatója tesztelte gyógyíthatatlan májtumoroktól szenvedő egereken. Bár önmagukban a mikrobák nem bizonyultak hatásosabbnak, mint a bevett kemoterápiás szerek, amikor ezekkel együtt alkalmazták a baktériumokat, a daganatok mérete kétharmadára csökkent, és az állatok átlagosan 50 százalékkal hosszabb ideig éltek, mint a kontrollcsoport tagjai.
Hasty szerint az eredményre az lehet a magyarázat, hogy a szalmonella a tumorok oxigénszegény belsejében fejti ki ténykedését, ahol a kemoterápia nem annyira hatásos. A baktériumok bejutnak az ellenséges vonalak mögé, és míg kívülről a kemoterápiás szerek támadják a daganatot, a szalmonella belülről bomlasztja annak sejtjeit.
Ez pedig még annak tudatában is nagyon biztató, hogy – mint már említettük – még rengeteg a megoldandó feladat, mielőtt embereken is tesztelhető lesz a terápia. Ha egyáltalán eljut a klinikai tesztekig a módszer, a baktériumokba előtte újabb biztonsági fékeket kell beépíteni, amelyek megakadályozzák, hogy azok elterjedjenek a testben vagy hogy megjósolhatatlanul mutálódjanak. Ezen túl a kezelés hatékonyságát is növelni kell, hiszen az egerek daganatai a kezdeti zsugorodást követően három hét elteltével újra nőni kezdtek.
Hasty tehát nagyon óvatos, ami a folytatást illeti, és joggal tesz így, hiszen rengeteg olyan orvosi technika volt a történelem során, amely egerekben működni látszott, az emberi teszteken azonban elbukott. Az 1990-es években David Bermudes, a Kaliforniai Állami Egyetem kutatója próbálkozott egy hasonló terápia kidolgozásával, amelynek keretében szintén szalmonellával juttattak be hatóanyagokat a tumorok belsejébe. A módszer egereken és majmokon is jól vizsgázott, az embereken azonban egyszerűen nem működött.
A terápia biztonságos volt, de gyakorlatilag teljesen hatástalan, mondja Bermudes. Míg az egerekben a baktérium a legkülönbözőbb tumorok ellen volt hatásos, az emberi betegekben csak a daganatok harmadát támadta meg, és ezt is csak a legmagasabb dózis mellett tette. A szakértők azóta sem tudják, hogy mi volt a probléma, ami egyáltalán nem volt egyedi gond. Ha minden egereken működő rákgyógyító metódus az emberek esetében is hatásos lenne, a daganatos megbetegedések többsége már réges-régen gyógyíthatóvá vált volna, hangsúlyozza a szakértő.
Bermudes saját kudarca ellenére továbbra is úgy véli, hogy a szalmonella egy napon alkalmassá válhat a tumorok elpusztítására, és ezzel nincs egyedül. Számos kutatócsoport próbálkozik a baktériumokat úgy módosítani, hogy azok közvetlenül támadják meg a tumorsejteket. Mások a daganatos sejteket az immunrendszer elől elrejtő technikák semlegesítésére igyekeznek felhasználni a mikrobákat. Bár korábban nagy bizalmatlanság fogadta a hasonló kezdeményezéseket, a bakteriális terápiák egyre elfogadottabbá válnak a szakmai körökben és azokon kívül is, mondja Weiss, aki szerint jelen körülmények között már csak idő kérdése, hogy mikor sikerül kidolgozni egy olyan módszert, amely embereken is működőképesnek bizonyul.
