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Bakterien als Medikamentenlieferanten

Mit Hilfe der Synthetischen Biologie hergestellte Bakterien können Krebsmedikamente koordiniert und gezielt im Körper abgeben

Forschende haben mit Hilfe der Synthetischen Biologie einen neuen Ansatz zur Medikamentenverabreichung entwickelt. Dazu haben die Wissenschaftler der University of California San Diego und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) Bakterien so verändert, dass sie – vorerst in Mäusen - kontinuierlich Medikamente produzieren und am Sitz der Erkrankung abgeben. Weitere Veränderungen an den Bakterien verhindern, dass diese Medikamenten-produzierenden Bakterien im Körper ungebremst wachsen.

E. coli Bakterien (Wikimedia commons)

Forschende der UC San Diego unter der Leitung von Jeff Hasty, Professor für Bioengineerung und Biologie, haben ein Bakterium hergestellt, welches Krebsmedikamente produziert und sich danach selber zerstört und dabei die Medikamente am Sitz des Tumors abgibt. Am MIT wurden die Bakterien anschliessend in einem Tiermodell für Dickdarmkrebs getestet. Die Entwicklung dieser Therapie basiert auf früheren Arbeiten der UC San Diego Forschungsgruppe zu genetischen Schaltkreise. Die neue Studie zeigt einen Therapieansatz auf, mit dem Schäden an den gesunden Zellen minimiert werden könnten.

„In der Synthetischen Biologie ist ein Ziel, Therapien zu entwickeln, welche Krankheiten gezielt bekämpfen und Schäden minimieren“, sagt Jeff Hasty. Er stellte sich deshalb die Frage, ob es möglich wäre, einen genetischen „Killer-Schaltkreis“ zu entwickeln, um damit das Wachstum der Bakterienpopulation im Körper zu kontrollieren. „Gleichzeitig wollten wir aber auch genügend therapeutischen Wirkstoff an den Sitz der Krankheit bringen“. Um dies zu erreichen, haben Jeff Hasty und sein Team die Bakterien synchronisiert, so dass sie einen Stoss Krebsmedikamente abgeben, sobald sich eine Bakterienkolonie in der Umgebung eines Tumors selber zerstört. Der Ansatz, Bakterien zu verwenden, um im Körper Krebsmedikamente zu liefern, ist spannend, denn konventionelle Chemotherapien erreichen nicht immer die inneren Regionen eines Tumors. Bakterien hingegen können auch diese Regionen kolonialisieren. Die Forschenden konnten zeigen, dass die Medikamente, welche durch die Bakterien hergestellt wurden, in Kombination mit Chemotherapie die Tumorgrösse verkleinerte. Allerdings konnten mit der neuen Therapie noch keine Mäuse vom Krebs geheilt werden, dagegen wurde eine Verlängerung der Lebenserwartung um etwa 50% beobachtet. Ob sich diese Ergebnisse auf den Menschen übertragen lassen, ist allerdings schwer vorhersehbar. Die Versuche in Mäusen sollen deshalb als Machbarkeitsstudie verstanden werden, welche das Potenzial der Synthetischen Biologie zur Herstellung von Tumor-spezifischen Bakterien zur Medikamentenlieferung zeigt.

„Diese neue Arbeit von Jeff Hasty und seinem Team zeigt auf geniale Weise auf, wie Theorien der Synthetischen Biologie zu klinisch bedeutenden Fortschritten führen können“, sagt Jim Collins, ein Professor am MIT und Mitgründer der Synthetischen Biologie. „Vor mehr als 10 Jahren, in den Anfängen der Synthetische Biologie, hat Jeff theoretische Grundlagen zur Synchronisierung von Zellprozessen innerhalb einer Zellengemeinschaft entwickelt. Jetzt konnte sein Team experimentell zeigen, wie solche Effekte genutzt werden können, um neuartige, klinisch wirksame therapeutische Ansätze zu finden.“

Quelle: Übersetzt, angepasst und gekürzt von der Medienmitteilung der UC San Diego.

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