ایده محققان ایرانی در کانادا: مهندسی باکتری‌های ویژه‌ای که تومورها را از داخل می‌خورند

دو محقق ایرانی در این پژوهش ایفای نقش کرده‌اند.

محققان دانشگاه واترلو کانادا ازجمله دو پژوهشگر ایرانی درحال توسعه یک درمان جدید و شگفت‌انگیز برای سرطان هستند. آنها باکتری‌های خاصی را مهندسی کرده‌اند که می‌توانند به تومورها نفوذ کنند و آنها را از درون بخورند. از آنجایی که هسته تومورهای جامد فاقد اکسیژن است، این محیط به یک مکان بی‌نقص برای تکثیر این میکروب‌های گرسنه تبدیل می‌شود. این حمله بیولوژیک می‌تواند در آینده راهی نوین برای نابودی کامل سرطان ارائه دهد.

براساس گزارش ScienceDaily، دانشمندان در روش جدید خود از میکروبی به نام «کلوستریدیوم اسپوروژنز» (Clostridium sporogenes) استفاده کردند. این باکتری که معمولاً در خاک یافت می‌شود، فقط در محیط‌های کاملاً بدون اکسیژن زنده می‌ماند. دکتر «مارک اوکوین» (Marc Aucoin)، استاد مهندسی شیمی در دانشگاه واترلو، توضیح می‌دهد که هسته داخلی تومورهای جامد دقیقاً همین شرایط را دارد. هاگ‌های این باکتری وارد تومور می‌شوند و با مصرف مواد مغذی رشد می‌کنند تا درنهایت بدن بیمار را از شر تومور خلاص کنند.

«بهرام زرگر»، دانشجوی ایرانی مقطع دکتری، این پژوهش را با هدایت اساتید خود آغاز کرد و در این پروژه با «سارا صدر»، دیگر محقق ایرانی دانشگاه واترلو، همکاری داشته است. این تیم در‌حال‌حاضر با مجموعه آزمایشگاه‌های CREM Co Labs در شهر تورنتو همکاری می‌کند تا این دستاورد علمی را به یک راهکار درمانی واقعی برای بیماران سرطانی تبدیل کند.

باکتری‌ها چگونه تومورهای سرطان را می‌خورند؟

با گسترش باکتری‌ها از مرکز به سمت لبه‌های تومور، آن‌ها با مقادیر کمی از اکسیژن مواجه می‌شوند و پیش از نابودی کامل سرطان می‌میرند. محققان برای غلبه بر این مانع، ساختار ژنتیکی این میکروب را تغییر دادند تا مقاومت آن در برابر اکسیژن افزایش یابد. اما فعال‌شدن زودهنگام این ژن می‌تواند خطرناک باشد و باعث رشد باکتری‌ها در جریان خون (که سرشار از اکسیژن است) شود. به همین دلیل، دانشمندان به یک کلید کنترل‌کننده هوشمند نیاز داشتند.

این سیستم کنترلی بر پایه سیگنال‌های شیمیایی ترشح‌شده توسط خود باکتری‌ها کار می‌کند. هرچه تعداد باکتری‌ها بیشتر شود، این سیگنال قوی‌تر می‌شود. محققان با استفاده از زیست‌شناسی مصنوعی مدارهایی از جنس DNA ساخته‌اند. زمانی که این قطعات ژنتیکی به درستی کنار هم قرار می‌گیرند، یک سیستم قابل‌پیش‌بینی را تشکیل می‌دهند که مکانیسم بقای باکتری‌ها را تنها در زمان و مکان مناسب (هسته تومور) فعال می‌کند. گام بعدی محققان، ترکیب سیستم کنترل هوشمند و ژن مقاوم به اکسیژن در یک باکتری واحد و آزمایش آن روی تومورها در مراحل پیش‌بالینی است.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال ACS Synthetic Biology منتشر شده است.