Bacteriile modificate genetic (Listeria monocytogenes) pot livra toxine anticancer direct în tumori: o nouă strategie împotriva cancerului colorectal

Un studiu realizat la Baylor University și publicat în revista Cell Chemical Biology la 18 decembrie 2025 a analizat utilizarea bacteriei Listeria monocytogenes ca vehicul pentru livrarea intracelulară a unor toxine anticancer în cancerul colorectal. Cercetarea arată că bacteriile modificate pot transporta citotoxine direct în celulele tumorale, reducând semnificativ creșterea tumorilor într-un model experimental de cancer colorectal.

Rezumat

Principalele concluzii ale studiului:

• Cercetătorii au dezvoltat două metode de livrare a medicamentelor folosind Listeria monocytogenes.

• Bacteria a fost utilizată pentru a transporta toxina saporin sau conjugate anticorp–medicament în interiorul celulelor tumorale.

• Livrarea intracelulară controlată a determinat moartea celulelor tumorale.

• Într-un model experimental de cancer colorectal stabil microsatelitar, tratamentul a redus semnificativ creșterea tumorală.

• Efectul antitumoral a fost asociat cu infiltrație imună crescută în tumori.

• Strategia nu a produs toxicitate în afara țintei în experimentele realizate.

Context

Utilizarea bacteriilor în terapia cancerului

Utilizarea bacteriilor în oncologie este investigată de mai multe decenii. Listeria monocytogenes a fost propusă ca platformă terapeutică încă din 1994, datorită unor proprietăți biologice unice:

• este o bacterie intracelulară, capabilă să pătrundă în celulele gazdei;

• poate ajunge în compartimente intracelulare inaccesibile altor sisteme de livrare;

• stimulează răspunsuri imune puternice, ceea ce poate contribui la activarea sistemului imun împotriva tumorilor;

• prezintă tropism tumoral, acumulându-se preferențial în mediul tumoral.

Majoritatea terapiilor bazate pe Listeria monocytogenes evaluate în studii clinice au folosit bacteriile ca vaccinuri anticancer, menite să stimuleze sistemul imun împotriva antigenelor tumorale. Totuși, aceste strategii nu au exploatat pe deplin capacitatea bacteriei de a transporta direct molecule citotoxice în interiorul celulelor tumorale.

În paralel, în oncologie au apărut sisteme moderne de livrare a medicamentelor, precum:

• conjugatele anticorp–medicament;

• nanoparticulele încărcate cu medicamente.

Aceste metode pot întâmpina însă dificultăți precum:

• rezistență tumorală;

• imunosupresie indusă de tumoră;

• penetrare limitată în țesutul tumoral.

Prin urmare, cercetătorii au investigat dacă bacteriile pot funcționa ca vehicule biologice de transport al citotoxinelor.

Despre studiul actual

Studiul a fost realizat de cercetători de la Baylor University și Texas Tech University Health Sciences Center, incluzându-i pe Wyatt Paulishak, Jianen Lyu, Michael S. VanNieuwenhze și Laurence M. Wood.

Strategiile de livrare dezvoltate

Cercetătorii au dezvoltat două metode distincte de livrare a medicamentelor utilizând Listeria monocytogenes:

• Atașare necovalentă a conjugatelor anticorp–medicament la suprafața bacteriei.

• Atașare covalentă a citotoxinei saporin pe suprafața bacteriană.

Aceste abordări permit bacteriei să transporte molecule citotoxice până în interiorul celulelor tumorale.

Alegerea citotoxinei

Citotoxina utilizată în experimente a fost saporin, o toxină proteică care:

• inhibă sinteza proteinelor în celule;

• devine toxică doar după ce pătrunde în interiorul celulei.

Din acest motiv, eficiența sa depinde de existența unui sistem eficient de livrare intracelulară.

Verificarea atașării citotoxinei

Pentru a confirma că saporin este legată de bacterii, cercetătorii au utilizat:

• imagistică fluorescentă, pentru a vizualiza atașarea moleculei pe suprafața bacteriană.

Această etapă a demonstrat fezabilitatea transportului toxinei către celulele țintă.

Compartimentele celulare vizate

După internalizarea bacteriei în celule, încărcătura citotoxică poate fi eliberată în două compartimente intracelulare:

• compartimentul endolizozomal

• citoplasma

Ambele tipuri de livrare au determinat moarte celulară dependentă de livrarea citotoxinei.

Modele experimentale

Eficiența terapiei a fost evaluată în:

• experimente in vitro, pe culturi celulare tumorale;

• experimente in vivo, într-un model murin de cancer colorectal.

Modelul tumoral utilizat a fost cancer colorectal stabil microsatelitar, o formă de cancer care răspunde mai slab la imunoterapie.

Rezultate

Creșterea citotoxicității

Livrarea citotoxinei prin intermediul bacteriei a determinat creșterea semnificativă a citotoxicității asupra celulelor tumorale.

Comparativ cu încărcătura bazată pe conjugate anticorp–medicament (SN38 sau doxorubicină), sistemul bazat pe saporin a demonstrat:

• efect citotoxic mult mai puternic.

Reducerea creșterii tumorale

În modelul animal de cancer colorectal stabil microsatelitar:

• livrarea saporin prin Listeria monocytogenes a redus semnificativ creșterea tumorilor.

Reducerea tumorilor a fost dependentă de livrarea efectivă a citotoxinei prin bacterie, demonstrând că bacteriile funcționează ca un vehicul eficient pentru transportul medicamentului.

Activare imună tumorală

Tratamentul a fost asociat cu:

• infiltrație imună crescută în tumori.

Această observație sugerează că terapia bacteriană poate avea efecte combinate citotoxice și imunoterapeutice.

Siguranța terapiei

În experimentele realizate, cercetătorii au observat:

• absența toxicității în afara țintei, ceea ce indică o livrare relativ selectivă către celulele tumorale.

Concluzii

Rezultatele studiului demonstrează că Listeria monocytogenes poate fi utilizată ca vehicul biologic pentru livrarea intracelulară a citotoxinelor în cancer. Atașarea citotoxinei saporin pe suprafața bacteriei permite transportul acesteia direct în celulele tumorale, unde produce moarte celulară și reduce creșterea tumorilor într-un model experimental de cancer colorectal.

Această strategie ar putea extinde semnificativ aplicațiile terapeutice ale bacteriilor în oncologie și ar putea fi combinată cu vaccinurile anticancer bazate pe Listeria sau cu alte forme de imunoterapie.