Atenuarea virulenței
Engineeringul bacteriilor pentru a minimiza virulența lor împotriva sistemului imunitar al gazdei este, de asemenea, esențial46,47. Trebuie remarcat faptul că unii factori de virulență bacteriană pot fi responsabili de activitatea lor antitumorală intrinsecă. Prin urmare, atenuarea trebuie să se realizeze fără a le diminua activitatea antitumorală. De exemplu, în cazul agenților patogeni umani, tulpini fatalmente toxice au fost transformate în tulpini în mare parte sigure prin ștergerea principalelor gene de virulență2,10,21. VNP20009, o tulpină atenuată de S. Typhimurium, a fost generată prin ștergerea genelor msbB și purI; această tulpină a fost studiată pe scară largă pe șoareci purtători de tumori și prezintă o specificitate promițătoare în ceea ce privește ținta tumorală și efecte inhibitorii tumorale28,48,49,50. Ștergerea genei msbB în genul Salmonella are ca rezultat miozilarea componentei lipidice A a LPS, ceea ce duce la o reducere semnificativă a inducției de TNF determinată de LPS și poate reduce riscul de șoc septic51. VNP20009 a fost testat ulterior în studiile de fază I la pacienții cu cancer uman51,52,53,54. În mod dezamăgitor, VNP20009 a fost lipsit de specificitate tumorală și nu a avut o valoare clară în tratamentul tumorii la pacienți52,54,55. Acest eșec ar putea fi atribuit lipidului A pentaacizat produs de VNP20009, care este un antagonist TLR456. Pentru a modifica structura LPS pentru a susține activitatea antitumorală, au fost generate tulpini mutante de Salmonella care produc un lipid A hexa-acetilat omolog, care are o afinitate ridicată pentru TLR4, prin deleția genelor pagP, pagL și lpxR47,57,58. Aceste mutații nu au afectat virulența în fondul mutant msbB59. Mutațiile în rfaG și rfaD au ca rezultat producerea de LPS trunchiat, ceea ce determină o toxicitate atenuată și o specificitate tumorală; cu toate acestea, efectele antitumorale ale acestor bacterii au fost, de asemenea, diminuate. Integrarea cromozomială a genelor de biosinteză a LPS în locusul araBAD a depășit aceste limitări, iar tulpina mutantă a prezentat o virulență atenuată și efecte terapeutice60.
O altă tulpină de Salmonella netoxică a fost modificată prin reglarea negativă a expresiei genelor asociate endotoxinei sau prin inhibarea activității lor funcționale. Tulpinile Salmonella relA- și spoT-mutante defecte în sinteza ppGpp, o moleculă de semnalizare implicată în expresia genelor toxinelor, au prezentat o toxicitate neglijabilă. Valoarea LD50 a tulpinii ΔppGpp a crescut de până la 105-106 ori în comparație cu cea a tulpinilor de tip sălbatic61. Tulpina ΔppGpp a avut o activitate antitumorală excelentă prin capacitatea sa de a activa inflammasomul (NLRP3, IPAF) și de a induce exprimarea mai multor citokine proinflamatorii (IL-1β, IL-18 și TNF-α)21. Ștergerea genelor phoP și phoQ nu a afectat activitatea antitumorală a Salmonella, în timp ce delețiile au redus virulența acesteia în țesuturile normale62. Tulpinile purtătoare ale acestor mutații au fost utilizate pentru a produce un vaccin excelent și au fost utilizate recent ca sistem de livrare pentru terapiile tumorale63,64,65,66,67. Administrarea pe cale orală a unei tulpini mutante S. Typhimurium cu deficiențe în sintetizarea sistemului de transport al zincului ZnuABC poate induce un răspuns imunitar eficient care protejează șoarecii împotriva infecțiilor intestinale68. Mutațiile în genele care codifică ADN adenin metilază, adenilatciclază și proteina receptoare a adenozin monofosfatului ciclic, care sunt implicate în diferite căi de reglare a genelor patogene, ar putea reduce toxicitatea bacteriană in vivo69. Ștergerea genei gmd la Salmonella a inhibat formarea biofilmului și a indus un răspuns imunitar într-un stadiu incipient al infecției28,57. Mai mult decât atât, deleția htrA, STM3120 și slyA a redus semnificativ supraviețuirea bacteriană în macrofage, precum și efectele anticancerigene ale bacteriilor70. Ștergerea genelor implicate în invazia celulară poate atenua citotoxicitatea Listeria monocytogenes. Deleția Hly determină defecte în eliberarea fagolizozomilor52,71,72. Tulpinile mutante de L. monocytogenes lipsite de actA sau de secvențe asemănătoare cu ActA PEST lipsesc, de asemenea, de capacitatea de difuzie intercelulară73,74, iar tulpinile mutante lipsite de inlA și inlB sunt defectuoase în ceea ce privește invazia75,76.
Introducerea de mutații specifice dependente de nutrienți în bacterii este o abordare suplimentară pentru îmbunătățirea proliferării specifice tumorilor cu atenuarea virulenței. Tulpina A1-R Salmonella, care este auxotrofă pentru leucină și arginină, colonizează preferențial tumorile, prezintă efecte antitumorale și crește susceptibilitatea tumorilor la chimioterapie22,77,78,79. O tulpină L. monocytogenes a fost modificată pentru a fi auxotrofă pentru componenta peretelui celular d-alanină prin inactivarea locusului dal/dat. Această tulpină mutantă a fost foarte atenuată și a putut induce limfocite T citotoxice22,80. Tulpinile de Salmonella SL3261 și SL7207, care poartă o deleție aroA, și BRD509, care este o tulpină dublu mutantă aroA/aroD care este auxotrofă pentru aminoacizi aromatici, sunt foarte atenuate și nu se dispersează liber în gazdă29,57,81,82,82,83,84,85. O altă tulpină S. Typhimurium, YB1, care a fost derivată din SL7207 prin plasarea genei esențiale asd sub controlul unui promotor indus de hipoxie, nu a putut supraviețui în țesuturi normale fără un aport exogen de acid diaminopimelic, deși a putut totuși să colonizeze tumorile hipoxice; astfel, această tulpină provoacă leziuni reduse la nivelul țesuturilor normale, păstrându-și în același timp capacitatea de țintire a tumorilor21,47,86,87. În plus, deleția genelor purI și purD a dus la necesitatea de adenină exogenă, ceea ce a crescut capacitatea bacteriei de a prolifera eficient în regiunile bogate în purină, cum ar fi țesutul tumoral2,88. Tulpinile bacteriene atenuate utilizate pentru terapia împotriva cancerului sunt enumerate în tabelul 1.
Îmbunătățirea țintirii tumorale
Abordările inginerești utilizate pentru a îmbunătăți țintirea bacteriană a tumorilor pot crește, de asemenea, atât siguranța, cât și eficacitatea antitumorală. În cadrul unei abordări pentru a obține aceste rezultate, tulpina SHJ2037 cu deficit de ppGpp a fost modificată genetic pentru a afișa liganzi specifici tumorilor pe suprafața celulară. O peptidă Arg-Gly-Asp care se leagă de integrina αvβ3 a fost fuzionată cu proteina A a membranei exterioare pentru a conduce la exprimarea acesteia pe suprafața bacteriană89. Tulpina rezultată a prezentat o specificitate tumorală îmbunătățită și o activitate antitumorală semnificativ crescută în celulele de cancer de sân MDA-MB-231 și în xenogrefele de melanom MDA-MB-435 care supraexprimă αvβ3 integrina. Bacteriile au fost, de asemenea, modificate pentru a viza antigene asociate tumorilor, cum ar fi antigenul carcinoembrionar sau antigenul CD20 asociat limfoamelor. Aceste tulpini au avut efecte anticancerigene eficiente și au redus acumularea nespecifică de bacterii în ficat și splină90,91. Prin exploatarea legăturii biotină-streptavidină, a fost construită o tulpină L. monocytogenes în care celulele au fost acoperite cu nanoparticule încărcate cu plasmidă care exprimau o genă de bioluminescență. Această tulpină, denumită microrobot, a livrat molecule de acid nucleic funcționale în tumori solide și a putut fi urmărită prin imagistică bioluminescentă60,92,93. O alternativă interesantă care poate crește selectivitatea tumorală este reprezentată de afișarea adezivilor sintetici (SA) pe suprafața E. coli. SA-urile au o structură modulară formată dintr-un domeniu β stabil necesar pentru ancorarea în membrana externă și domenii de imunoglobulină expuse la suprafață, cu afinitate și specificitate ridicate, care pot fi selectate din biblioteci mari94. Tulpinile probiotice au prezentat o specificitate tumorală îmbunătățită prin creșterea capacității de injectare a bacteriilor fără a le atenua proprietățile intrinseci95,96,97,98,99. Celulele probiotice E. coli Symbioflor-2 au fost eliminate foarte rapid din splină și ficat și au supraviețuit numai într-o tumoare, ceea ce indică o direcționare eficientă a tumorilor. Șoarecii infectați cu o tulpină probiotică de Salmonella au tolerat o încărcătură bacteriană mare fără simptome patologice; cu toate acestea, sunt necesare îmbunătățiri ale sistemului de livrare a încărcăturii utile din cauza eficacității terapeutice inferioare a tulpinii, în ciuda siguranței sale excelente in vivo57.
Strategii de exprimare a medicamentelor
Majoritatea încărcăturilor utile livrate de bacteriile care țintesc tumorile sunt toxice atât pentru celulele tumorale, cât și pentru celulele normale; prin urmare, se preferă un control strict al producției lor în locul exprimării constitutive. Declanșarea precisă a expresiei încărcăturii utile poate maximiza efectele sale terapeutice, minimizând în același timp toxicitatea sistemică. Teoretic, se poate construi un sistem de expresie genică controlabilă prin inserarea unei secvențe promotoare specifice în amonte de o genă care codifică un medicament, conferind astfel un control transcripțional prin semnale externe. Un astfel de sistem face posibilă gestionarea momentului și a locului de producere a medicamentului in vivo. Strategiile pentru acest tip de reglare a genelor, sau de declanșare, aparțin în principal următoarelor trei categorii: declanșare internă, autodeclanșare (quorum sensing-QS) și declanșare externă100.
Spre deosebire de țesuturile normale, TME au proprietăți speciale, inclusiv hipoxie, acidoză și necroză, pe care bacteriile le pot detecta și utiliza pentru a îmbunătăți specificitatea tumorală101. De exemplu, promotorii inductibili în hipoxie, cum ar fi cei ai HIP-1 și pepT, sunt activați prin reducerea fumaratului și a nitraților în mediul hipoxic din țesutul tumoral102,103,104. Acest sistem de expresie indus de hipoxie a fost conceput pentru a funcționa numai în condiții anaerobe pentru exprimarea unor gene esențiale, cum ar fi asd105. Flentie și colab. au identificat cinci secvențe de promotori activate în mod specific de micromijloacele acide asociate cu celulele canceroase in vitro și cu tumorile in vivo. Promotorii specifici acidozei au fost identificați prin utilizarea unui reporter transposon fără promotor conceput special, care codifică luciferaza bacteriană, pentru a examina o bibliotecă de 7400 de mutanți de inserție transposonică Salmonella independenți în cocultură cu celule de melanom sau de carcinom de colon. O tulpină atenuată de Salmonella care exprimă toxina Shiga sub controlul unui promotor indus de un pH scăzut a prezentat o puternică selectivitate tumorală și o activitate antitumorală106. Un senzor de glucoză a fost creat în E. coli prin fuziunea sintetică a chemoreceptorului Trg cu osmosenzorul EnvZ. În această construcție, Trg contribuie cu domeniile periplasmatic și transmembranar, precum și cu un scurt segment citoplasmatic, iar EnvZ contribuie cu domeniul citoplasmatic al kinazei/fosfatazei. Bacteria modificată a detectat nivelurile de glucoză din masele de celule tumorale și a răspuns la activitatea metabolică a tumorii, ceea ce ar putea duce la efectul său terapeutic. Aceste caracteristici sunt probabil conservate la alți membri ai acestei familii de senzori107.
Bacteriile pot coloniza și prolifera în TME la un raport tumoare/țesut normal care depășește 10.000; astfel, QS poate fi utilizat ca un comutator de expresie genetică108,109. Un sistem QS util este reglementat de un autoinducător, de proteina sintetică LuxI și de proteina de reglementare transcripțională LuxR. Lactonul de acilhomoserină (AHL) produs de LuxI, care depinde de densitatea bacteriană, activează LuxR și promovează transcrierea genelor sale țintă. Sistemele QS dependente de concentrația de AHL au fost utilizate cu succes pentru a exprima cu succes proteine heterologe în tumori colonizate de bacterii90,109,110,111. Abordarea QS a fost utilizată pentru a introduce o varietate de circuite genetice. De exemplu, introducerea unui circuit de liză sincronizată în bacterii a îmbunătățit eficacitatea anticancerigenă, permițând eliberarea medicamentului prin introducerea periodică a autoindicatorului (feedback pozitiv) și activarea rezultată a unei gene de liză a bacteriofagului (feedback negativ)108.
În plus față de declanșarea internă și autodeclanșarea, expresia circuitelor genetice poate fi, de asemenea, controlată de inductori externi, inclusiv substanțe chimice precum l-arabinoza, acidul salicilic (ASA) și tetraciclina. Transcripția de la promotorul PBAD poate fi controlată prin intermediul unei interacțiuni între represorul AraC și l-arabinoză5,112. Într-o tulpină atenuată de Salmonella, expresia de încărcături terapeutice de la o plasmidă determinată de pBAD ar putea fi reglată prin administrarea intravenoasă sau intraperitoneală de l-arabinoză20,21,113. O tulpină de Salmonella cu o mutație în operonul Ara, care are ca rezultat o alterare a metabolismului l-arabinozei, prezintă o activare puternică a promotorului PBAD114. În sistemul de expresie ASA, reglarea genei este controlată de promotorul Pm dependent de XylS2115,116,117. O tulpină atenuată de Salmonella care adăpostește un sistem de expresie ASA pe o plasmidă sau pe cromozom a permis reglarea eficientă a genelor care codifică enzimele de conversie a promedicamentului (a se vedea mai jos) și a condus la o reducere semnificativă a creșterii tumorale115. Sistemul de expresie pTet este reglat simultan de promotorii bidirecționali PtetA și PtetR, care sunt induși de tetraciclină sau doxiciclină118. Într-un studiu preclinic, o genă reporter și o genă terapeutică au fost inserate sub acești promotori bidirecționali pentru a vizualiza procesul de direcționare și, respectiv, pentru a administra medicamente terapeutice7. Acest sistem inductibil chimic este reglat într-o manieră dependentă de doză și de timp119; prin urmare, inexactitățile în ceea ce privește momentul administrării inductorului sau doza de inductor pot duce la o expresie nespecifică sau suboptimală a moleculelor țintă în TME. Un sistem alternativ inductibil utilizează promotorul recA indus de radiații48. Radiațiile provoacă leziuni ale ADN-ului care activează transcrierea genelor aflate sub controlul promotorului recA. Această metodă combină efectele terapeutice ale radioterapiei cu inducerea dependentă de radiații a expresiei genelor anticancerigene120. Inducerea expresiei ligandului care induce apoptoza legat de TNF (TRAIL) prin intermediul unei doze de 2 Gy de radiații γ la 48 de ore după administrarea tulpinii modificate de Salmonella a întârziat semnificativ creșterea celulelor de cancer mamar 4T148. Iradierea este avantajoasă deoarece poate pătrunde în țesutul tumoral și poate fi utilizată pentru un tratament localizat. Cu toate acestea, radiațiile pot provoca, de asemenea, toxicitate prin inducerea de leziuni ale ADN-ului în celulele sănătoase din jurul tumorii și, probabil, cauzează mutații fatale în bacteriile terapeutice care ar putea atenua efectul lor terapeutic101.
Amenajarea medicamentelor
În ciuda studiilor privind efectele antitumorale ale bacteriilor, bacteriile singure sunt adesea insuficiente pentru a suprima complet tumorile. Pentru a spori rezultatele pozitive ale terapiei bacteriene împotriva cancerului, a fost explorată utilitatea sistemelor de expresie eucariote și procariote pentru livrarea încărcăturilor terapeutice, inclusiv a agenților citotoxici, a enzimelor de conversie a promedicamentului, a regulatorilor imuni, a moleculelor care țintesc stroma tumorală și a siARN-urilor (enumerate în tabelul 2). Sistemele de expresie procariote discutate mai sus reprezintă cea mai frecvent utilizată abordare, iar aceste sisteme depind de transformarea bacteriilor cu plasmide procariote care codifică genele țintă70,121,122; prin contrast, sistemele de expresie eucariote implică transducția celulelor gazdă, cum ar fi celulele imunitare sau celulele tumorale, cu plasmide eucariote care codifică ADNc ale genelor țintă123.
Agenți citotoxici
Agenții citotoxici transportați de bacteriile care țintesc tumorile pot avea o activitate antitumorală intrinsecă. Combinată cu utilizarea de promotori inductibili, expresia agenților citotoxici poate fi controlată îndeaproape pentru a reduce efectele lor toxice asupra țesuturilor normale. Citolizina A (ClyA), o proteină hemolitică formatoare de pori de 34 kDa produsă de E. coli, S. Typhimurium și Paratyphi A, poate fi transportată la suprafața bacteriană și secretată fără modificări posttranslaționale. Mai multe tulpini bacteriene, cum ar fi E. coli și S. Typhimurium atenuat, au fost modificate pentru a exprima ClyA de la un promotor constitutiv5 sau de la promotori inductibili activați de arabinoză5 sau doxiciclină7, iar aceste tulpini au prezentat efecte excelente de inhibare a tumorilor.
Inducerea apoptozei în celulele tumorale este o strategie promițătoare de terapie a cancerului. Apoptina, o proteină derivată din virusul anemiei puiului, induce selectiv apoptoza într-un număr mare de tipuri de celule canceroase umane prin intermediul unei căi independente de p53 și insensibile la Bcl-2, fără efecte asupra țesutului normal124. Transformând o plasmidă de expresie eucariotă codificatoare de apoptină (pCDNA3.1) într-o tulpină atenuată de S. Typhimurium, Wen et al. au observat o regresie semnificativă a tumorii cu o toxicitate sistemică minimă la șoarecii purtători de cancer laringian uman65. Alți agenți citotoxici care pot fi utilizați în mod similar pentru a induce apoptoza includ trei membri ai familiei TNF-α (TNF-α, TRAIL și ligandul Fas); cu toate acestea, din cauza timpului de înjumătățire scurt și a hepatotoxicității lor, utilitatea acestor liganzi citotoxici este limitată de expunerea insuficientă a tumorii și de efectele dăunătoare asupra funcției hepatice125. Pentru a îmbunătăți biodisponibilitatea și durabilitatea acestor proteine, au fost utilizate bacterii pentru a le livra direct în regiunea tumorală48,78,126,127. Forbes et al. au creat o tulpină S. Typhimurium nepatogenă care exprimă TRAIL murin sub controlul promotorului recA indus de radiații. După iradiere, TRAIL a fost secretat, după care a întârziat semnificativ creșterea tumorii mamare și a redus riscul de deces48.
Invasina, o proteină de suprafață a Yersinia, se poate lega selectiv de integrina β1 pentru a declanșa intrarea bacteriei în celulele gazdă. Folosind o tulpină de E. coli nepatogenă, recombinantă, invazivă, care coexprimă invazina și antigenul model ovalbumina, precum și LLO, Critchley-Thorne și colab. au arătat că tulpina modificată poate invada celulele care exprimă β1 integrina și poate livra proteine în tumori pentru a produce efecte terapeutice la șoareci128. Azurina, o proteină redox cu greutate moleculară mică, poate fi internalizată eficient pentru a iniția apoptoza celulelor canceroase prin creșterea nivelurilor intracelulare de p53 și Bax pentru a induce eliberarea de citocrom c mitocondrial în citosol. Eficacitatea administrării de azurină pe bază de E. coli în suprimarea creșterii melanomului de șoarece B16 și a cancerului mamar de șoarece 4T1 a fost demonstrată de Nissle în 1917; în plus, această abordare a prevenit, de asemenea, metastazele pulmonare și a stimulat răspunsurile inflamatorii29.
Enzimele de conversie a promedicamentului
Expresia enzimelor de conversie a promedicamentului poate transforma promedicamentele în agenți citotoxici în mod specific în regiunea tumorală. A fost explorată utilitatea acestei strategii pentru a îmbunătăți eficacitatea tratamentului cancerului și pentru a reduce efectele secundare asociate cu administrarea sistemică. Mai multe enzime de conversie a promedicamentului au fost furnizate de bacterii96,129,130,131. Citosina deaminaza (CD) transformă 5-fluorocitosina (5-FC) netoxică în agentul chimioterapeutic 5-fluorouracil (5-FU). 5-FU este foarte toxic, deoarece este metabolizat ulterior într-un produs care interferează cu sinteza ADN și ARN132,133,134,135. La administrarea concomitentă a unei tulpini atenuate de S. Typhimurium (VNP20009) care exprimă E. coli CD și 5-FC la pacienți, s-a observat conversia 5-FC în 5-FU, ceea ce indică producerea bacteriană de CD funcțional în tumoare54.
Sistemul timidin kinază a virusului herpes simplex de tip I/ganciclovir (HSV1-TK/GCV) este o altă combinație enzimă de conversie/prodrog care a fost studiată pe scară largă pentru utilizare în terapia tumorală. Expresia HSV1-TK specifică țesutului tumoral poate converti precursorul netoxic ganciclovir în ganciclovir-3-fosfat, o substanță toxică care distruge celulele tumorale. Liu et al. au testat eficacitatea in vivo a unei tulpini de Bifidobacterium infantis care exprimă HSV1-TK și GCV pentru terapia prodrogazică într-un model de tumoră vezicală la șobolan. Rezultatele au arătat că această abordare țintită ar putea inhiba în mod eficient creșterea tumorii vezicale de șobolan prin creșterea expresiei caspazei 3 și prin inducerea apoptozei131. O altă tulpină de administrare a enzimei de conversie a promedicamentului, E. coli DH5α care exprimă β-glucuronidază, care hidrolizează promedicamentul glucuronidic 9ACG în inhibitorul topoizomerazei I 9-aminocamptotecină (9AC), a demonstrat o inhibiție tumorală eficientă129. Utilizarea S. Typhimimurium VNP20009 atenuat ca vector pentru a administra carboxipeptidaza G2 a arătat o eficacitate antitumorală sporită în combinație cu administrarea de promedicamente130.
Immunomodulatori
Citokinele pot obține efecte antitumorale prin facilitarea proliferării, activării și diferențierii celulelor imune, prin inducerea apoptozei în celulele tumorale și prin efecte antiangiogenetice asupra vasculaturii tumorale. Mai multe citokine, inclusiv GM-CSF, IL-12 și IL-18, au intrat în studii clinice pentru terapia cancerului136. Citokinele exprimate de bacteriile care țintesc tumorile au fost livrate în mod specific în regiunea tumorală, unde au sporit răspunsul imunitar antitumoral în TME20,29,49,62,137,138,139,140. Administrarea intravenoasă a unei tulpini atenuate de S. Typhimimurium care exprimă IL-18 a inhibat creșterea tumorii primare la șoareci, a indus o infiltrare masivă de leucocite (în principal granulocite) și a crescut recrutarea de celule NK și de celule T CD4+, dar nu și de celule T CD8+. În plus, această abordare a crescut, de asemenea, producția de citokine în regiunea tumorală, inclusiv cea de IL-1β, TNF-α, IFN-γ și GM-CSF49. IL-2 este citokina cea mai studiată pe scară largă în contextul sistemelor de administrare bacteriană. Administrarea orală a unei tulpini S. Typhimurium Ty21a care exprimă IL-2 a inhibat carcinomul hepatocelular (HCC) în modele de șoareci23,29. Flagellina, care activează sistemul imunitar înnăscut prin intermediul TLR5, a fost stabilită ca un excelent adjuvant al imunoterapiei141. Grupul nostru a tratat șoareci purtători de cancer de colon cu o tulpină atenuată ΔppGpp S. Typhimurium care exprimă flagellina heterologă și a arătat că aceasta a îmbunătățit imunitatea antitumorală prin cooperarea cu căile de semnalizare TLR4 și TLR5. Această abordare promovează, de asemenea, o schimbare de la M2 la M1 în macrofage și crește nivelurile de oxid nitric în tumori20.
Bacteriile modificate care exprimă antigene asociate cu tumorile pot sensibiliza TME și pot depăși toleranța de sine stârnită de celulele T reglatoare, provocând astfel răspunsuri ale celulelor T efectoare și de memorie față de celulele tumorale producătoare de antigen142,143. Au fost raportate o serie de antigene asociate cancerului de prostată. Vaccinurile pe bază de bacterii împotriva antigenului specific prostatic (PSA) au fost testate pe mai multe modele de șoareci139,144. Livrarea genei endogene PSA folosind S. Typhimurium SL7207 atenuat a atenuat toleranța imunitară la antigene de celule stem de prostată murine și a întârziat semnificativ creșterea tumorală84. Abordările de terapie genică care utilizează antigene împotriva HER-2/neu143, NY-ESO-183, survivin88 și Mage-b145 au arătat, de asemenea, efecte promițătoare de inhibiție tumorală.
S-a dezvoltat un mare interes în domeniul terapiei împotriva cancerului prin blocarea punctelor de control imunitar (ICB). În ciuda succesului terapiei ICB în studiile clinice, doar unii pacienți beneficiază de acest tratament. Există mai multe motive pentru rezistența gazdei care stau la baza acestui efect, dintre care TME imunosupresor este cel mai important146,147. Studiile demonstrează că colonizarea tumorii de către bacterii poate induce reacții proinflamatorii care implică o expresie crescută a IL-1β, TNF-α și IFN-γ, precum și activarea celulelor NK și T; prin urmare, o combinație de terapii ICB și bacteriene poate depăși rezistența gazdei131.
Tragerea stromei tumorale
Angiogeneza joacă un rol important în creșterea tumorală și în metastaze. Țintirea neovascularizației tumorale oferă o direcție promițătoare pentru terapia cancerului. Endostatina este un fragment C-terminal de 20 kDa din colagenul de tip XVIII care poate inhiba generarea de vase tumorale într-o manieră dependentă de doză, fără efecte secundare evidente sau rezistență la medicamente148,149. Xu et al. au clonat endostatina și un siARN împotriva transductorului de semnal și activatorului de transcripție 3 (Stat3) într-o tulpină atenuată de S. Typhimurium. Aceștia au testat apoi eficacitatea terapeutică a tulpinii în HCC ortotropic și au arătat că aceasta ar putea inhiba proliferarea și metastazarea tumorii, ar putea reduce cantitatea de microvasculare tumorale, ar putea crește populațiile de celule T CD4+/CD8+ și nivelurile de expresie a mai multor citokine inflamatorii (inclusiv IFN-γ și TNF-α) și ar putea reduce TGF-β, celulele T reglatoare și expresia factorului de creștere endotelială vasculară (VEGF)149. VEGF și receptorul său (VEGFR) reglează angiogeneza tumorală121,145. Administrarea orală de S. Typhimurium SL3261 atenuat care exprimă domeniul extracelular VEGFR2 a inhibat creșterea tumorală, neovascularizarea și metastazarea pulmonară. În plus, procentele de celule T CD4+ și CD8+ din regiunea tumorală au crescut, de asemenea, în mod semnificativ121. Endoglin (CD105) este un membru al familiei de receptori TGF-β. TGF-β1 și hipoxia pot regla în sus promotorul genei endoglin, iar acest promotor este foarte activ în celulele endoteliale tumorale. Prin urmare, endoglina a fost considerată o țintă pentru terapia cancerului150. Paterson și colab. au utilizat vaccinuri pe bază de Listeria împotriva CD105, Lm-LLO-CD105A și Lm-LLO-CD105B pentru a trata cancerul de sân într-un model de șoarece. Vaccinurile au stimulat un efect antiangiogenetic robust și un răspuns imunitar antitumoral care a inhibat tumorile primare și metastatice151.
Silențierea genelor
siARNs, o clasă de ARN-uri bicatenare lungi de 20-25 de perechi de baze care mediază reducerea la tăcere a unor gene țintă specifice, au oferit o abordare promițătoare pentru terapia cancerului. Cu toate acestea, cea mai mare barieră în calea terapiei prin interferență ARN este reprezentată de necesitatea unei livrări specifice a siARN-urilor în regiunea tumorală. Sistemele de livrare pe bază de bacterii pentru siARN-uri împotriva Stat363,122,149,152, IDO153,154, survivin155, Sox230 și a polo-like kinazei 1 (PLK1)57 asociate ciclului celular au fost testate în modele tumorale de șoareci. Administrarea pe cale orală a unei tulpini atenuate de S. Typhimurium care adăpostește o plasmidă de expresie eucariotă care codifică siRNA-Stat3 a îmbunătățit activitatea celulelor NK și funcția limfocitelor T și a crescut procentul de celule T CD8+, în timp ce a scăzut numărul de celule T reglatoare CD4+ CD25+ din tumoră; aceste efecte au dus la inhibarea creșterii tumorii și la prelungirea supraviețuirii șoarecilor purtători de tumori122. Silențierea expresiei IDO a gazdei cu ajutorul unei tulpini S. Typhimurium VNP20009 care exprimă shIDO a determinat o infiltrare semnificativă a tumorii de către neutrofile polimorfonucleare generatoare de ROS, ceea ce a favorizat moartea celulară intratumorală și un control substanțial al melanoamelor B16F10153 și al cancerelor colorectale CT26 sau MC38156.
.