I batteri intestinali delle rane possono eliminare i tumori / Gut Bacteria From Frogs Can Eliminate Tumors
I batteri intestinali delle rane possono eliminare i tumori / Gut Bacteria From Frogs Can Eliminate Tumors
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Un gruppo di ricerca del Prof. Eijiro Miyako presso il Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) ha scoperto che il batterio Ewingella americana, isolato dall'intestino delle raganelle giapponesi ( Dryophytes japonicus ), possiede un'attività antitumorale straordinariamente potente. Questa ricerca rivoluzionaria è stata pubblicata sulla rivista internazionale Gut Microbes.
Sebbene la relazione tra microbiota intestinale e cancro abbia attirato notevole attenzione negli ultimi anni, la maggior parte degli approcci si è concentrata su metodi indiretti come la modulazione del microbioma od il trapianto di microbiota fecale. Al contrario, questo studio adotta un approccio completamente diverso: isolare, coltivare e somministrare direttamente singoli ceppi batterici per via endovenosa per attaccare i tumori, rappresentando una strategia terapeutica innovativa.
Il gruppo di ricerca ha isolato un totale di 45 ceppi batterici dall'intestino di raganelle giapponesi, tritoni giapponesi dal ventre di fuoco ( Cynops pyrrhogaster ) e lucertole giapponesi ( Takydromus tachydromoides ). Attraverso uno screening sistematico, nove ceppi hanno dimostrato effetti antitumorali, con E. americana che ha mostrato l'efficacia terapeutica più eccezionale.
Efficacia terapeutica notevole
In un modello murino di cancro del colon-retto, una singola somministrazione endovenosa di E. americana ha ottenuto la completa eliminazione del tumore con un tasso di risposta completa (CR) del 100%. Questo supera di gran lunga l'efficacia terapeutica degli attuali trattamenti standard, inclusi gli inibitori dei checkpoint immunitari (anticorpo anti-PD-L1) e la doxorubicina liposomiale (agente chemioterapico).Meccanismo antitumorale a doppia azione
L'E. americana attacca il cancro attraverso due meccanismi complementari:
- Effetto citotossico diretto : essendo un batterio anaerobio facoltativo, E. americana si accumula selettivamente nel microambiente tumorale ipossico e distrugge direttamente le cellule tumorali. La conta batterica all'interno dei tumori aumenta di circa 3.000 volte entro 24 ore dalla somministrazione, attaccando efficacemente il tessuto tumorale.
- Effetto di attivazione immunitaria : la presenza batterica stimola potentemente il sistema immunitario, reclutando cellule T, cellule B e neutrofili nel sito del tumore. Le citochine pro-infiammatorie (TNF-α, IFN-γ) prodotte da queste cellule immunitarie amplificano ulteriormente le risposte immunitarie ed inducono l'apoptosi delle cellule tumorali.
Meccanismo di accumulo specifico del tumore
L'Escherichia coli americana si accumula selettivamente nei tessuti tumorali, senza alcuna colonizzazione negli organi sani. Questa straordinaria specificità tumorale deriva da molteplici meccanismi sinergici:
- Ambiente ipossico : l'ipossia caratteristica dei tessuti tumorali favorisce la proliferazione batterica anaerobica
- Ambiente immunosoppressivo : la proteina CD47 espressa dalle cellule cancerose crea un'immunosoppressione locale, formando una nicchia permissiva per la sopravvivenza batterica
- Struttura vascolare anomala : i vasi tumorali sono permeabili, facilitando l'extravasazione batterica
- Anomalie metaboliche : i metaboliti specifici del tumore supportano la crescita batterica selettiva
Eccellente profilo di sicurezza
Una valutazione completa della sicurezza ha rivelato che E. americana dimostra:
- Rapida eliminazione dal sangue (emivita ~1,2 ore, completamente non rilevabile a 24 ore)
- Nessuna colonizzazione batterica negli organi normali, tra cui fegato, milza, polmoni, reni e cuore
- Solo risposte infiammatorie lievi e transitorie, che si normalizzano entro 72 ore
- Nessuna tossicità cronica durante l'osservazione estesa di 60 giorni
Questa ricerca ha fornito la prova di fattibilità per una nuova terapia contro il cancro basata sull'utilizzo di batteri naturali. La ricerca e lo sviluppo futuri si concentreranno su:
- Espansione ad altri tipi di cancro : convalida dell'efficacia nel cancro al seno, nel cancro al pancreas, nel melanoma ed in altre neoplasie
- Ottimizzazione dei metodi di somministrazione : sviluppo di approcci di somministrazione più sicuri ed efficaci, tra cui il frazionamento della dose e l'iniezione intratumorale
- Sviluppo di una terapia combinata : studio degli effetti sinergici con l'immunoterapia e la chemioterapia esistenti
Questa ricerca dimostra che la biodiversità inesplorata rappresenta una miniera d'oro per lo sviluppo di nuove tecnologie mediche e promette di offrire nuove opzioni terapeutiche ai pazienti affetti da tumori refrattari.
ENGLISH
A bacterium isolated from the intestines of Japanese tree frogs possesses potent anticancer activity.
A research team of Prof. Eijiro Miyako at the Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) has discovered that the bacterium Ewingella americana, isolated from the intestines of Japanese tree frogs (Dryophytes japonicus), possesses remarkably potent anticancer activity. This groundbreaking research has been published in the international journal Gut Microbes.
While the relationship between gut microbiota and cancer has attracted considerable attention in recent years, most approaches have focused on indirect methods such as microbiome modulation or fecal microbiota transplantation. In contrast, this study takes a completely different approach: isolating, culturing, and directly administering individual bacterial strains intravenously to attack tumors--- representing an innovative therapeutic strategy.
The research team isolated a total of 45 bacterial strains from the intestines of Japanese tree frogs, Japanese fire belly newts (Cynops pyrrhogaster), and Japanese grass lizards (Takydromus tachydromoides). Through systematic screening, nine strains demonstrated antitumor effects, with E. americana exhibiting the most exceptional therapeutic efficacy.
Remarkable Therapeutic Efficacy
In a mouse colorectal cancer model, a single intravenous administration of E. americana achieved complete tumor elimination with a 100% complete response (CR) rate. This dramatically surpasses the therapeutic efficacy of current standard treatments, including immune checkpoint inhibitors (anti-PD-L1 antibody) and liposomal doxorubicin (chemotherapy agent)Dual-Action Anticancer Mechanism
E. americana attacks cancer through two complementary mechanisms:
- Direct Cytotoxic Effect: As a facultative anaerobic bacterium, E. americana selectively accumulates in the hypoxic tumor microenvironment and directly destroys cancer cells. Bacterial counts within tumors increase approximately 3,000-fold within 24 hours post-administration, efficiently attacking tumor tissue.
- Immune Activation Effect: The bacterial presence powerfully stimulates the immune system, recruiting T cells, B cells, and neutrophils to the tumor site. Pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IFN-γ) produced by these immune cells further amplify immune responses and induce cancer cell apoptosis.
Tumor-Specific Accumulation Mechanism
E. americana selectively accumulates in tumor tissues with zero colonization in normal organs. This remarkable tumor specificity arises from multiple synergistic mechanisms:
- Hypoxic Environment: The characteristic hypoxia of tumor tissues promotes anaerobic bacterial proliferation
- Immunosuppressive Environment: CD47 protein expressed by cancer cells creates local immunosuppression, forming a permissive niche for bacterial survival
- Abnormal Vascular Structure: Tumor vessels are leaky, facilitating bacterial extravasation
- Metabolic Abnormalities: Tumor-specific metabolites support selective bacterial growth
Excellent Safety Profile
Comprehensive safety evaluation revealed that E. americana demonstrates:
- Rapid blood clearance (half-life ~1.2 hours, completely undetectable at 24 hours)
- Zero bacterial colonization in normal organs including liver, spleen, lung, kidney, and heart
- Only transient mild inflammatory responses, normalizing within 72 hours
- No chronic toxicity during 60-day extended observation
This research has established proof-of-concept for a novel cancer therapy using natural bacteria. Future research and development will focus on:
- Expansion to Other Cancer Types: Efficacy validation in breast cancer, pancreatic cancer, melanoma, and other malignancies
- Optimization of Administration Methods: Development of safer and more effective delivery approaches including dose fractionation and intratumoral injection
- Combination Therapy Development: Investigation of synergistic effects with existing immunotherapy and chemotherapy
This research demonstrates that unexplored biodiversity represents a treasure trove for novel medical technology development and holds promise for providing new therapeutic options for patients with refractory cancers.
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