I nesten et halvt århundre, begynt på 1890-tallet, injiserte William B. Coley streptokokkorganismer i tusenvis av pasientene hans med inoperabel kreft på sent stadium ved Memorial Hospital i New York City. Det funket. I de fleste tilfeller krympet prosedyren svulstene deres, og en pasient levde 26 år til før han døde av et hjerteinfarkt. Men flere andre døde av bakteriell infeksjon.
Siden den gang har det vært forsket på bakterieterapier mot kreft. Men forskere fra MIT og University of California, San Diego, har funnet en ny bruk av bakterier - for å oppdage kreft, i stedet for å behandle den.
Teamets studie, publisert i tidsskriftet Science Translational Medicine i mai, forklarer hvordan de genetisk endrer en stamme av E. coli- bakterier, Nissle 1917, slik at når den støter på svulster i leveren, frigjør det et selvlysende enzym som dukker opp i urinprøver.
"Vi programmerte spesifikt disse probiotikaene til å lage et molekyl som ville endre fargen på urinen din for å indikere tilstedeværelsen av kreft, " sier Tal Danino, en av hovedforfatterne på papiret.
Et hovedkort micropatterned ved hjelp av programmerbare probiotiske bakterier utviklet i Bhatia lab. De blå linjene er sammensatt av prikker laget av bakterier. (Tal Danino og Vik Muniz) De konstruerte Nissle 1917 - det samme probiotikumet som ofte er i yoghurt for å holde fordøyelseskanalen i bevegelse - for å produsere et naturlig forekommende enzym kalt lacZ når det er svulster til stede i leveren. De injiserte også labmus med et molekyl laget av galaktose og luciferin, det selvlysende proteinet som ildfluer produserer. Luciferin gløder ikke når det er bundet til sukkeret, men når det er kreft til stede, møter lacZ molekylene og deler galaktosen fra luciferinet. Luciferinet gløtter så ut og går ut av kroppen i urin.
Annen kreftdiagnostikk har brukt urintester, spesielt med blærekreft og prostatakreft, men de er ikke utbredt, fordi de kan ha lav følsomhet - de savner noen kreftformer.
"Signalet vi brukte ofte var et luminescensbasert signal som kunne testes ved en enkel luciferaseanalyse - forestill deg en laboratorietest her - eller som kan forenkles til å være visuell, " sier Sangeeta Bhatia, en av seniorforfatterne på papiret og professor i helsevitenskap, elektroteknikk og informatikk ved MIT.
"Det er et stort klinisk behov for påvisning av levermetastaser i tidlige stadier, siden det er mange metoder for å behandle disse i de tidlige stadiene, " sier hun. Overlevelsesraten er betydelig høyere når kreften fanges opp tidlig. De bestemte seg for at en oral administrasjon ville fungere best, fordi leverportalen transporterer bakteriene rett fra fordøyelseskanalen til leveren. Nissle er vanlig nok til at de klarte å bestille den i flytende form på Amazon.
Leveren spiller en viktig rolle i kreftdeteksjon fordi mange store kreftformer, som bryst og kolorektal, metastaserer der. Det er en avgjørende indikator, men det er også vanskelig, fordi det kan være vanskelig å få gode bilder av det ved bruk av tradisjonelle deteksjonsmetoder, som CT-skanninger eller MR-er.
"Det er også viktig fordi bakterier trafikker til leveren naturlig slik at de kan kolonisere disse metastastene, " sier Bhatia. I følge rapporten, "I tester på mus med tykktarmskreft som har spredd seg til leveren, koloniserte de probiotiske bakteriene nesten 90 prosent av de metastatiske svulstene."
Bhatia og hennes lagkamerater var opprinnelig ute etter å bruke bakterier som kreftbehandling, men de byttet modus for å jobbe med diagnostisk teknikk. Mens de fortsetter å tenke på bakterieterapi, foredler de denne testen.
"Vi jobber med å forstå handel med disse probiotika fra tarmen til leveren og bestemme hvilke andre kreftformer som kan brukes på denne måten, " sier Bhatia.
