Virulensdämpning
Det är också viktigt att konstruera bakterier så att de minimerar sin virulens mot värdens immunsystem46,47. Det bör noteras att vissa bakteriella virulensfaktorer kan vara ansvariga för deras inneboende antitumöraktivitet. Därför måste en dämpning uppnås utan att deras antitumöraktivitet försvinner. I humanpatogener har t.ex. dödligt giftiga stammar omvandlats till i stort sett säkra stammar genom borttagning av viktiga virulensgener2,10,21. VNP20009, en försvagad S. Typhimurium-stam, genererades genom att msbB- och purI-generna avlägsnades. Denna stam har studerats ingående på tumörbärande möss och visar lovande tumörmålspecificitet och tumörhämmande effekter28,48,49,50. Deletion av msbB i Salmonella-släktet resulterar i myristoylering av lipid A-komponenten i LPS, vilket leder till en betydande minskning av LPS-driven induktion av TNF och kan minska risken för septisk chock51. VNP20009 testades därefter i fas I-studier på mänskliga cancerpatienter51,52,53,54. Besviket nog saknade VNP20009 tumörspecificitet och hade inget tydligt värde för tumörbehandling hos patienterna52,54,55. Detta misslyckande kan tillskrivas den pentaacylerade lipid A som produceras av VNP20009, som är en TLR4-antagonist56. För att modifiera LPS-strukturen för att upprätthålla antitumöraktiviteten genererades muterade Salmonellastammar som producerar en homolog hexa-acylerad lipid A, som har en hög affinitet för TLR4, via deletion av pagP-, pagL- och lpxR-generna47,57,58. Dessa mutationer påverkade inte virulensen i msbB-mutantbakgrunden59. Mutationer i rfaG och rfaD resulterar i produktion av trunkerad LPS, vilket ger en dämpad toxicitet och tumörspecificitet; dock minskade även dessa bakteriers antitumoreffekter. Kromosomal integration av de LPS-biosyntetiska generna i araBAD-lokuset övervann dessa begränsningar, och mutantstammen uppvisade försvagad virulens och terapeutiska effekter60.
En annan icke-toxisk Salmonella-stam har konstruerats genom att nedreglera uttrycket av endotoxin-associerade gener eller genom att hämma deras funktionella aktivitet. Salmonella relA- och spoT-mutantstammar som är defekta i syntesen av ppGpp, en signalmolekyl som är involverad i uttrycket av toxingener, uppvisade försumbar toxicitet. LD50-värdet för ΔppGpp-stammen ökade upp till 105-106 gånger jämfört med vildtypstammarna61. ΔppGpp-stammen hade utmärkt antitumöraktivitet via sin förmåga att aktivera inflammasomen (NLRP3, IPAF) och inducera uttrycket av flera proinflammatoriska cytokiner (IL-1β, IL-18 och TNF-α)21. Deletion av phoP- och phoQ-generna påverkade inte Salmonellas antitumöraktivitet, medan deletionerna minskade dess virulens i normal vävnad62. Stammar med dessa mutationer har använts för att framställa ett utmärkt vaccin och har nyligen använts som ett leveranssystem för tumörterapier63,64,65,66,67. Oral administrering av en S. Typhimurium-mutantstam som saknar förmåga att syntetisera zinktransportsystemet ZnuABC kan framkalla ett effektivt immunsvar som skyddar möss mot tarminfektioner68. Mutationer i generna som kodar för DNA-adeninmetylas, adenylatcyklas och receptorprotein för cykliskt adenosinmonofosfat, som är involverade i olika patogena genregleringsvägar, skulle kunna minska bakterietoxiciteten in vivo69. Deletion av gmd-genen i Salmonella hämmade biofilmsbildningen och inducerade ett immunsvar i ett tidigt skede av infektionen28,57. Vidare minskade deletion av htrA, STM3120 och slyA signifikant den bakteriella överlevnaden i makrofager samt bakteriernas anticancereffekter70. Deletion av gener som är involverade i cellinvasion kan dämpa Listeria monocytogenes cytotoxicitet. Hly-deletion orsakar defekter i frisättning av fagolysosomer52,71,72. L. monocytogenes mutantstammar som saknar actA eller ActA PEST-liknande sekvenser saknar också intercellulär spridningsförmåga73,74, och mutantstammar som saknar inlA och inlB är invasionsdefekta75,76.
Introduktion av specifika näringsberoende mutationer i bakterier är ytterligare ett tillvägagångssätt för att förbättra tumörspecifik proliferation med virulensdämpning. Salmonella-stammen A1-R, som är auxotrofisk för leucin och arginin, koloniserar företrädesvis tumörer, uppvisar antitumoreffekter och ökar tumörernas känslighet för kemoterapi22,77,78,79. En L. monocytogenes-stam har konstruerats så att den är auxotrofisk för cellväggskomponenten d-alanin genom inaktivering av lokus dal/dat. Denna mutantstam var kraftigt försvagad och kunde framkalla cytotoxiska T-lymfocyter22,80. Salmonellastammarna SL3261 och SL7207, som bär på en aroA-deletion, och BRD509, som är en aroA/aroD-dubbelmutantstam som är auxotrof för aromatiska aminosyror, är kraftigt försvagade och sprids inte fritt i värden29,57,81,82,83,84,85. En annan S. Typhimurium-stam, YB1, som härstammar från SL7207 genom att placera den essentiella genen asd under kontroll av en hypoxi-inducerad promotor, kunde inte överleva i normal vävnad utan en exogen tillförsel av diaminopimelinsyra, även om den fortfarande kunde kolonisera hypoxiska tumörer; denna stam orsakar alltså mindre skador på normal vävnad samtidigt som den behåller sin förmåga att rikta in sig på tumörer21,47,86,87. Vidare resulterade deletion av generna purI och purD i ett behov av exogent adenin, vilket ökade bakteriernas förmåga att effektivt föröka sig i purinrika områden, såsom tumörvävnad2,88. De försvagade bakteriestammar som används för cancerbehandling anges i tabell 1.
Förbättring av tumörmålsättning
De ingenjörsmässiga tillvägagångssätt som används för att förbättra bakteriell tumörmålsättning kan också öka både säkerheten och antitumoreffektiviteten. I ett tillvägagångssätt för att uppnå dessa resultat har den ppGpp-bristfälliga stammen SHJ2037 genetiskt modifierats för att visa tumörspecifika ligander på cellytan. En Arg-Gly-Asp-peptid som binder till αvβ3-integrin fusionerades med yttre membranprotein A för att driva dess uttryck på bakterieytan89. Den resulterande stammen visade ökad tumörspecificitet och markant ökad antitumöraktivitet i MDA-MB-231 bröstcancerceller och MDA-MB-435 melanom xenografts som överuttrycker αvβ3 integrin. Bakterier konstruerades också för att rikta in sig på tumörassocierade antigener, t.ex. carcinoembryonalt antigen eller det lymfomassocierade antigenet CD20. Dessa stammar hade effektiva anticancereffekter och minskade ospecifik bakterieackumulering i lever och mjälte90,91. Genom att utnyttja biotin-streptavidinbindning konstruerades en L. monocytogenes-stam där cellerna var belagda med plasmidladdade nanopartiklar som uttryckte en bioluminescensgen. Denna stam, som kallas mikrorobot, levererade funktionella nukleinsyramolekyler till solida tumörer och kunde spåras via bioluminescensavbildning60,92,93. Ett spännande alternativ som kan öka tumörselektiviteten är att visa syntetiska adhesiner (SA) på ytan av E. coli. SAs har en modulär struktur bestående av en stabil β-domän som krävs för förankring i det yttre membranet och ytexponerade immunglobulindomäner med hög affinitet och specificitet som kan väljas från stora bibliotek94. Probiotiska stammar uppvisade förbättrad tumörspecificitet genom att öka bakteriernas injektionskapacitet utan att deras inneboende egenskaper försämrades95,96,97,98,99. Probiotiska E. coli Symbioflor-2-celler avlägsnades mycket snabbt från mjälte och lever och överlevde endast i en tumör, vilket tyder på effektiv tumörriktning. Möss som infekterats med en probiotisk Salmonella-stam tolererade en stor bakteriebelastning utan några patologiska symtom; det behövs dock förbättringar av systemet för leverans av nyttolasten på grund av stammens sämre terapeutiska effekt, trots dess utmärkta säkerhet in vivo57.
Strategier för läkemedelsexpression
De flesta nyttolaster som levereras av bakterier med inriktning på tumörer är giftiga för både tumörceller och normala celler; därför föredras en strikt kontroll av produktionen av dem framför konstitutivt uttryck. Exakt utlösning av uttrycket av nyttolasten kan maximera dess terapeutiska effekter samtidigt som den systemiska toxiciteten minimeras. Ett kontrollerbart genuttryckssystem kan teoretiskt sett konstrueras genom att man infogar en specifik promotorsekvens uppströms en läkemedelskodande gen och därigenom ger transkriptionell kontroll via externa signaler. Ett sådant system gör det möjligt att styra tidpunkten och platsen för läkemedelstillverkning in vivo. Strategierna för denna typ av genreglering, eller triggering, tillhör i huvudsak följande tre kategorier: intern triggering, självtriggering (quorum sensing-QS) och extern triggering100.
TME:s har till skillnad från normal vävnad särskilda egenskaper, bland annat hypoxi, acidos och nekros, som bakterier kan känna av och utnyttja för att förbättra tumörspecificiteten101. Till exempel aktiveras hypoxiinducerbara promotorer som HIP-1 och pepT av fumarat- och nitratreduktion i den hypoxiska miljön i tumörvävnad102,103,104. Detta hypoxiinducerbara uttryckssystem har utformats för att fungera endast under anaeroba förhållanden för uttryck av viktiga gener som t.ex. Flentie et al. identifierade fem promotorsekvenser som specifikt aktiveras av de sura mikromiljöer som förknippas med cancerceller in vitro och med tumörer in vivo. Acidosspecifika promotorer identifierades genom att använda en specialutformad promotorlös transposonreporter som kodar för bakteriellt luciferas för att screena ett bibliotek av 7400 oberoende Salmonella transposoninsertsmutanter i kokultur med melanom- eller koloncarcinomceller. En försvagad Salmonella-stam som uttrycker Shiga-toxin under kontroll av en promotor som induceras av lågt pH visade stark tumörselektivitet och antitumöraktivitet106. En glukossensor konstruerades i E. coli genom syntetisk fusion av kemoreceptorn Trg med osmosensorn EnvZ. I denna konstruktion bidrar Trg med de periplasmatiska och transmembranära domänerna samt ett kort cytoplasmatiskt segment, och EnvZ bidrar med den cytoplasmatiska kinas-/fosfatasdomänen. De konstruerade bakterierna känner av glukosnivåerna i tumörcellmassor och reagerar på tumörens metaboliska aktivitet, vilket kan leda till en terapeutisk effekt. Dessa egenskaper är sannolikt bevarade i andra medlemmar av denna sensorfamilj107.
Bakterier kan kolonisera och föröka sig i TME vid ett förhållande mellan tumör och normal vävnad som överstiger 10 000. QS kan således användas som en genuttrycksomkopplare108,109. Ett användbart QS-system regleras av en autoinducer, det syntetiska LuxI-proteinet och det transkriptionella regulatoriska proteinet LuxR. Den acylhomoserinlakton (AHL) som produceras av LuxI, som beror på bakterietätheten, aktiverar LuxR och främjar transkriptionen av dess målgener. AHL-koncentrationsberoende QS-system har använts framgångsrikt för att i hög grad uttrycka heterologa proteiner i bakteriekoloniserande tumörer90,109,110,111. QS-metoden har använts för att införa en mängd olika genkretsar. Till exempel har införandet av en synkroniserad lysis-krets i bakterier förbättrat effektiviteten mot cancer genom att möjliggöra läkemedelsfrisättning via periodisk introduktion av autoinduktören (positiv återkoppling) och den resulterande aktiveringen av en bakteriofaglysisgen (negativ återkoppling)108.
Förutom intern och självutlösande kan uttrycket av genkretsar också styras av externa inducerare, inklusive kemikalier som exempelvis l-arabinos, salicylsyra (ASA) och tetracyklin. Transkriptionen från PBAD-promotorn kan kontrolleras via en interaktion mellan AraC-repressorn och l-arabinos5,112. I en försvagad Salmonella-stam kan pBAD-driven expression av terapeutiska nyttolaster från en plasmid regleras genom intravenös eller intraperitoneal administrering av l-arabinos20,21,113. En Salmonella-stam med en mutation i Ara-operonet, som leder till försämrad ämnesomsättning av l-arabinos, uppvisar en stark aktivering av PBAD-promotorn114. I ASA-uttryckssystemet styrs genregleringen av den XylS2-beroende Pm-promotorn115,116,117. En försvagad Salmonella-stam med ett ASA-uttryckssystem på en plasmid eller på kromosomen möjliggjorde en effektiv reglering av gener som kodar för prodrogkonverterande enzymer (se nedan) och ledde till en markant minskning av tumörtillväxten115. Expressionssystemet pTet regleras samtidigt av de dubbelriktade promotorerna PtetA och PtetR, som induceras av tetracyklin eller doxycyklin118. I en preklinisk studie infördes en reportergen och en terapeutisk gen under dessa dubbelriktade promotorer för att visualisera målinriktningsprocessen respektive leverera terapeutiska läkemedel7. Detta kemiskt inducerbara system regleras på ett dos- och tidsberoende sätt119. Därför kan felaktigheter i tidpunkten för administrering av inducerare eller dosen av induceraren leda till ospecifikt eller suboptimalt uttryck av målmolekylerna i TMEs. Ett alternativt inducerbart system använder den strålningsinducerbara recA-promotorn48. Strålning orsakar DNA-skador som aktiverar transkriptionen av generna under kontroll av recA-promotorn. Denna metod kombinerar de terapeutiska effekterna av strålbehandling med strålningsberoende induktion av genuttryck mot cancer120. Induktion av uttryck av TNF-relaterad apoptosinducerande ligand (TRAIL) via en dos γ-strålning på 2 Gy 48 timmar efter administrering av den manipulerade Salmonella-stammen fördröjde signifikant tillväxten av 4T1 bröstcancerceller48. Strålning är fördelaktigt eftersom det kan tränga in i tumörvävnaden och användas för lokaliserad behandling. Strålning kan dock också orsaka toxicitet genom att inducera DNA-skador i de friska cellerna runt tumören och orsakar sannolikt dödliga mutationer i de terapeutiska bakterierna som skulle kunna dämpa deras terapeutiska effekt101.
Läkemedelstillförsel
Trots studier om bakteriers antitumoreffekter räcker bakterier ensamma ofta inte till för att undertrycka tumörer helt och hållet. För att förbättra de positiva resultaten av bakteriell cancerterapi har man undersökt användbarheten av eukaryotiska och prokaryotiska uttryckssystem för leverans av terapeutiska nyttolaster, inklusive cytotoxiska medel, prodrogkonverterande enzymer, immunreglerare, tumörstroma-målmolekyler och siRNA:er (listad i tabell 2). De prokaryotiska uttryckssystem som diskuteras ovan är den vanligaste metoden, och dessa system är beroende av att bakterier transformeras med prokaryotiska plasmider som kodar för målgener70,121,122. Däremot innebär eukaryotiska uttryckssystem att värdceller, t.ex. immunceller eller tumörceller, transduceras med eukaryotiska plasmider som kodar för cDNA:erna för målgenerna123.
Cytotoxiska medel
Cytotoxiska medel som bärs upp av bakterier med inriktning på tumörer kan ha en inneboende antitumöraktivitet. I kombination med användning av inducerbara promotorer kan uttrycket av cytotoxiska medel kontrolleras noggrant för att minska deras toxiska effekter på normal vävnad. Cytolysin A (ClyA), ett 34 kDa porbildande hemolytiskt protein som produceras av E. coli, S. Typhimurium och Paratyphi A, kan transporteras till bakterieytan och utsöndras utan posttranslationell modifiering. Flera bakteriestammar, t.ex. E. coli och försvagat S. Typhimurium, har konstruerats för att uttrycka ClyA från en konstitutiv promotor5 eller från inducerbara promotorer som aktiveras av arabinos5 eller doxycyklin7, och dessa stammar har uppvisat utmärkta tumörhämmande effekter.
Induktion av apoptos i tumörceller är en lovande strategi för cancerbehandling. Apoptin, ett protein som härrör från kycklinganemivirus, inducerar selektivt apoptos i ett stort antal humana cancercelltyper genom en p53-oberoende, Bcl-2-oberoende väg, utan några effekter på normal vävnad124. Genom att transformera en apoptinkodande eukaryotisk uttrycksplasmid (pCDNA3.1) till en försvagad S. Typhimurium-stam observerade Wen et al. en signifikant tumörregression med minimal systemisk toxicitet hos möss med mänsklig larynxcancer65. Andra cytotoxiska medel som på liknande sätt kan användas för att inducera apoptos är tre medlemmar av TNF-α-familjen (TNF-α, TRAIL och Fas-liganden); på grund av deras korta halveringstid och hepatotoxicitet begränsas dock användbarheten av dessa cytotoxiska ligander av deras otillräckliga tumorexponering och skadliga effekter på leverfunktionen125. För att förbättra biotillgängligheten och hållbarheten hos dessa proteiner har bakterier använts för att leverera dem direkt till tumörområdet48,78,126,127. Forbes et al. skapade en icke-patogen S. Typhimurium-stam som uttrycker murint TRAIL under kontroll av den strålningsinducerbara recA-promotorn. Efter bestrålning utsöndrades TRAIL, varpå det fördröjde tillväxten av brösttumörer avsevärt och minskade risken för död48.
Invasin, ett Yersinias ytprotein, kan binda selektivt till β1-integrin för att utlösa bakteriens inträde i värdceller. Med hjälp av en icke-patogen, rekombinant invasiv E. coli-stam som samuttrycker invasin och modellantigenet ovalbumin samt LLO visade Critchley-Thorne et al. att den konstruerade stammen kunde invadera β1-integrinuttryckande celler och leverera proteiner till tumörer för att ge terapeutiska effekter hos möss128. Azurin, ett redoxprotein med låg molekylvikt, kan internaliseras effektivt för att initiera cancercellsapoptos genom att höja de intracellulära nivåerna av p53 och Bax för att inducera frisättning av mitokondriellt cytokrom c till cytosolen. Effektiviteten av E. coli-baserad azurinleverans för att undertrycka tillväxten av B16-musmelanom och 4T1-musbröstcancer påvisades av Nissle 1917; dessutom förhindrade detta tillvägagångssätt även lungmetastasering och stimulerade inflammatoriska reaktioner29.
Prodrug-converting enzymes
Uttryck av prodrug-converting enzymes kan omvandla prodrugs till cytotoxiska medel specifikt i tumörregionen. Användbarheten av denna strategi för att förbättra cancerbehandlingens effektivitet och minska biverkningarna i samband med systemisk administrering har undersökts. Flera enzymer som omvandlar läkemedel har levererats av bakterier96,129,130,131. Cytosindeaminas (CD) omvandlar icke-toxiskt 5-fluorocytosin (5-FC) till det kemoterapeutiska medlet 5-fluorouracil (5-FU). 5-FU är mycket giftigt eftersom det metaboliseras ytterligare till en produkt som stör DNA- och RNA-syntesen132,133,134,135. Vid samtidig administrering av en försvagad S. Typhimurium-stam (VNP20009) som uttrycker E. coli CD och 5-FC till patienter observerades omvandling av 5-FC till 5-FU, vilket tyder på bakteriell produktion av funktionell CD i tumören54.
Herpes simplexvirus typ I thymidinkinas/ganciklovir (HSV1-TK/GCV)-systemet är en annan kombination av prodrug-konverterande enzym/prodrug som har studerats i stor utsträckning för användning i tumörbehandling. Tumörvävnadsspecifikt HSV1-TK-uttryck kan omvandla den icke-toxiska prekursorn ganciklovir till ganciklovir-3-fosfat, en toxisk substans som dödar tumörceller. Liu et al. testade effektiviteten in vivo av en Bifidobacterium infantis-stam som uttrycker HSV1-TK och GCV för prodrugsterapi i en tumörmodell för urinblåsan hos råttor. Resultaten visade att detta målinriktade tillvägagångssätt effektivt kunde hämma tillväxten av blåstumörer hos råttor genom att öka uttrycket av caspas 3 och inducera apoptos131. En annan stam för leverans av prodrugskonverterande enzym, E. coli DH5α som uttrycker β-glukuronidas, som hydrolyserar glukuronidprodrug 9ACG till topoisomeras I-hämmaren 9-aminocamptothecin (9AC), visade effektiv tumörhämning129. Användningen av försvagat S. Typhimurium VNP20009 som vektor för att leverera karboxypeptidas G2 visade förbättrad antitumoreffekt i samband med administrering av prodrug130.
Immunomodulatorer
Cytokiner kan uppnå antitumoreffekter genom att underlätta immuncellers proliferation, aktivering och differentiering, genom att inducera apoptos i tumörceller och via antiangiogeneseeffekter på tumörens vaskulatur. Flera cytokiner, däribland GM-CSF, IL-12 och IL-18, har gått in i kliniska prövningar för cancerbehandling136. Cytokiner som uttrycks av bakterier som riktar sig mot tumörer levererades specifikt till tumörområdet, där de förstärkte immunförsvaret mot tumörer i TME20,29,49,62,137,138,139,140. Intravenös administrering av en IL-18-uttryckande försvagad S. Typhimurium-stam hämmade primär tumörtillväxt hos möss, inducerade massiv leukocytinfiltration (huvudsakligen granulocyter) och ökade rekryteringen av NK- och CD4+ T-celler men inte CD8+ T-celler. Dessutom ökade detta tillvägagångssätt också cytokinproduktionen i tumörregionen, bland annat av IL-1β, TNF-α, IFN-γ och GM-CSF49. IL-2 är den mest studerade cytokinen i samband med bakteriella leveranssystem. Oral administrering av en S. Typhimurium Ty21a-stam som uttrycker IL-2 hämmade hepatocellulärt karcinom (HCC) i musmodeller23,29. Flagellin, som aktiverar det medfödda immunsystemet via TLR5, har etablerats som ett utmärkt adjuvans för immunterapi141. Vår grupp behandlade koloncancerbärande möss med en försvagad ΔppGpp S. Typhimurium-stam som uttrycker heterologt flagellin och visade att det förstärkte antitumörimmuniteten via samarbete med TLR4- och TLR5-signalvägarna. Detta tillvägagångssätt främjar också en M2-till-M1-förskjutning i makrofager och ökar kväveoxidnivåerna i tumörer20.
Tekniserade bakterier som uttrycker tumörassocierade antigener kan sensibilisera TME:s och övervinna den självtolerans som väcks av regulatoriska T-celler, och därigenom framkalla effektor- och minnes-T-cellrespons mot antigenproducerande tumörceller142,143. Ett antal prostatacancerassocierade antigener har rapporterats. Bakteriebaserade vacciner mot prostataspecifikt antigen (PSA) har testats i flera musmodeller139,144. Endogen PSA-genleverans med hjälp av försvagat S. Typhimurium SL7207-avviker immuntolerans mot prostatastamcellsantigen från murin och fördröjer tumörtillväxten avsevärt84. Genterapeutiska metoder som använder antigener mot HER-2/neu143, NY-ESO-183, survivin88 och Mage-b145 har också visat lovande tumörhämmande effekter.
Ett stort intresse har utvecklats inom området cancerterapi med immunkontrollpunktblockad (ICB). Trots ICB-behandlingens framgång i kliniska prövningar är det bara vissa patienter som drar nytta av denna behandling. Det finns flera orsaker till den värdresistens som ligger till grund för denna effekt, varav den immunsuppressiva TME är den viktigaste146,147. Studier visar att tumörkolonisering med bakterier kan framkalla proinflammatoriska reaktioner med förhöjt uttryck av IL-1β, TNF-α och IFN-γ samt aktivering av NK- och T-celler; därför kan en kombination av ICB- och bakteriebehandlingar övervinna värdresistensen131.
Målinriktning på tumörstroma
Angiogenes spelar en viktig roll för tumörtillväxt och metastasering. Att rikta in sig på tumörneovaskularisering ger en lovande riktning för cancerbehandling. Endostatin är ett 20 kDa C-terminalt fragment från kollagen typ XVIII som kan hämma tumörkärlsbildning på ett dosberoende sätt utan uppenbara biverkningar eller läkemedelsresistens148,149. Xu et al. klonade endostatin och ett siRNA mot signal transducer and activator of transcription 3 (Stat3) i en försvagad S. Typhimurium-stam. De testade sedan stammens terapeutiska effekt i ortotropisk HCC och visade att den kunde hämma tumörproliferation och metastasering, minska mängden tumörmikrovaskulatur, öka CD4+/CD8+ T-cellspopulationerna och uttrycksnivåerna för flera inflammatoriska cytokiner (inklusive IFN-γ och TNF-α) samt nedreglera TGF-β, regulatoriska T-celler och uttrycket för vaskulär endotelial tillväxtfaktor (VEGF)149. VEGF och dess receptor (VEGFR) reglerar tumörangiogenesen121,145. Oral administrering av försvagat S. Typhimurium SL3261 som uttrycker den extracellulära VEGFR2-domänen hämmade tumörtillväxt, neovaskularisering och lungmetastasering. Dessutom ökade andelen CD4+ och CD8+ T-celler i tumörområdet också signifikant121. Endoglin (CD105) är en medlem av TGF-β-receptorfamiljen. TGF-β1 och hypoxi kan uppreglera endoglin-genpromotorn, och denna promotor är mycket aktiv i tumörendotelceller. Därför har endoglin betraktats som ett mål för cancerbehandling150. Paterson et al. använde Listeria-baserade vacciner mot CD105, Lm-LLO-CD105A och Lm-LLO-CD105B för att behandla bröstcancer i en musmodell. Vaccinerna stimulerade en robust antiangiogeneseeffekt och ett antitumorimmunsvar som hämmade primära och metastatiska tumörer151.
Gensilens
siRNA:s, en klass av 20-25 baspar långa dubbelsträngade RNA:s som förmedlar tystnad av specifika målgener, har utgjort en lovande strategi för cancerbehandling. Det största hindret för RNA-interferensbehandling är dock behovet av specifik leverans av siRNA till tumörområdet. Bakteriebaserade leveranssystem för siRNA mot Stat363,122,149,152, IDO153,154, survivin155, Sox230 och det cellcykelassocierade pololiknande kinas 1 (PLK1)57 har testats i tumörmodeller av mus. Oral administrering av en försvagad S. Typhimurium-stam med en eukaryotisk uttrycksplasmid som kodar för siRNA-Stat3 förbättrade NK-cellernas aktivitet och T-lymfocyternas funktion och ökade andelen CD8+ T-celler, medan den minskade antalet CD4+ CD25+ regulatoriska T-celler i tumören; dessa effekter ledde till att tumörtillväxten hämmades och att överlevnaden hos tumörbärande möss förlängdes122. Att dämpa värdets IDO-uttryck med hjälp av en S. Typhimurium VNP20009-stam som uttrycker shIDO framkallade en betydande tumörinfiltration av ROS-genererande polymorfonukleära neutrofiler, vilket främjade intratumoral celldöd och en avsevärd kontroll av B16F10-melanom153 och CT26- eller MC38-kolorektalcancer156.
.