Probiotické bakterie naprogramované k lovu a ničení nádorů

Mikroskopické továrny na léky uvnitř nádorů

Vlna výzkumu transformuje neškodné střevní bakterie na precizní zbraně proti rakovině. Ve studiích publikovaných v uplynulém roce týmy z Číny, Kanady a Spojených států nezávisle na sobě naprogramovaly probiotické kmeny, které vyhledávají nádory, kolonizují je a uvolňují protirakovinné látky přímo v místě onemocnění – potenciálně tak ušetří pacienty devastujících vedlejších účinků konvenční chemoterapie.

Nejnovější průlom, publikovaný 17. března v časopise PLOS Biology, pochází z Shandong University v Číně. Tianyu Jiang a jeho kolegové přeprogramovali Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) – probiotický kmen přirozeně se vyskytující v lidském střevě – aby syntetizoval Romidepsin (FK228), protirakovinnou látku schválenou FDA. V experimentech na myších se modifikované bakterie úspěšně nahromadily uvnitř nádorů a uvolňovaly lék přesně tam, kde byl potřeba.

„Probiotický kmen vykazuje velký příslib pro léčbu rakoviny a připravuje cestu pro budoucí pokroky v této oblasti,“ napsali vědci.

Proč jsou bakterie ideálními infiltrátory nádorů

Solidní nádory vytvářejí prostředí, do kterého se většina léků obtížně dostává: jejich jádra jsou zbavena kyslíku, kyselá a chráněna před imunitním systémem. Ale tyto nepřátelské podmínky jsou přesně tím, kde se daří některým bakteriím. Probiotické kmeny přirozeně migrují směrem k nádorové tkáni a kolonizují ji skrze netěsné krevní cévy, přičemž využívají mikroprostředí s nízkým obsahem kyslíku a potlačenou imunitou, které normálně chrání rakovinu před obranou těla.

Samostatný tým z University of Waterloo v Kanadě zvolil zcela odlišný přístup. Jejich práce, publikovaná v časopise ACS Synthetic Biology koncem roku 2025, využila Clostridium sporogenes, půdní bakterii, které se daří bez kyslíku. Vědci vložili gen pro toleranci kyslíku řízený quorum sensing – bakteriálním komunikačním systémem, který se aktivuje až po nahromadění dostatečného množství bakterií uvnitř nádoru. Jak vysvětlil biomedicínský inženýr Brian Ingalls, „vytvořili jsme něco jako elektrický obvod, ale místo drátů jsme použili kousky DNA.“

Protinádorové vakcíny z bakterií z Kolumbijské univerzity

Snad nejambicióznější program probíhá na Columbia University, kde vědci Nicholas Arpaia a Tal Danino, financovaní NCI, publikovali v říjnu 2024 dvojité studie v časopisech Nature a Science Immunology. Jejich přístup jde nad rámec podávání léků: naprogramovali bakterie EcN, aby nesly 19 nádorově specifických neoantigenů – abnormálních proteinů jedinečných pro pacientovu rakovinu – čímž v podstatě vytvořili personalizovanou mikrobiální vakcínu.

U myší s kolorektálními nádory jediná injekce těchto naprogramovaných bakterií výrazně zmenšila nebo zcela eliminovala nádory a prodloužila přežití. Bakterie se také ukázaly jako účinné proti melanomu a metastatickému onemocnění. Paralelní studie ukázala, že bakterie dodávající interferon gama přímo do nádorů by mohly překonat rezistenci vůči lékům inhibujícím kontrolní body – což je hlavní překážka současné imunoterapie.

Od myší k lidem: Cesta vpřed

Žádný z těchto přístupů nebyl dosud testován na lidech a zbývá překonat značné překážky. Vědci musí prokázat dlouhodobou bezpečnost, vyvinout metody pro odstranění naprogramovaných bakterií po léčbě a – u personalizovaných vakcinačních přístupů – vyřešit problém identifikace jedinečných nádorových antigenů každého pacienta dostatečně rychle pro klinické použití.

Přesto klinický překlad postupuje. V klinické studii fáze I z roku 2025 byly použity nanočástice cílené na folát k současnému podávání Lactobacillus casei s anti-PD-1 nanobodies u pacientů s kolorektálním karcinomem ve stadiu III, přičemž rané výsledky ukázaly, že přístup byl dobře tolerován a bez závažných toxicit.

Pokud se tyto výsledky potvrdí ve větších studiích na lidech, mohly by naprogramované bakterie představovat zásadní změnu v onkologii – proměnit vlastní mikrobiální spojence těla v cílené zabijáky rakoviny, kteří pracují zevnitř ven, bez vedlejších škod způsobených radiací a chemoterapií.