Momentálně je to hlavně žhavé téma pro vědecký výzkum. A ten může být úspěšný, protože autorem patentu není člověk, ale příroda.

Miniaturní hrot projede membránou, „stříkačka“ na něj napojená se smrští a vytlačí do buňky svůj obsah. To je začátek jejího konce, injekce obsahuje toxiny, které buňku usmrtí a spustí tak kaskádu v celém organismu.

Žádná novinka, tak si bakterie rodu Photorhabdus připravují své životní prostředí. Umírající hmyz pak osídlí a žijí z něj. Vědě je jejich strategie známá už dlouho, proto se cíleně vraždící bakterie zkoumají jako biologická ochrana proti škůdcům zemědělských plodin. Nápad využít je v medicíně je naproti tomu poměrně nový.

Upravená varianta

Injekční stříkačce bakterií se odborně říká extracelulární kontraktilní injekční systém nebo zkratkou eCIS. Neútočí nahodile. Cíleně hledá struktury charakteristické pro povrch buňky, která bakterii zajímá, a teprve pak vstříkne dovnitř toxin.

Tým Massachusettského technologického institutu vedený profesorem Fengem Zhangem zajímalo, jestli se „náplň“ stříkačky dá libovolně změnit, aby mohla transportovat léky.

To by byl obrovský pokrok zejména pro onkologickou léčku, která používá vysoce toxické látky. Nesmírně by se tak snížila zátěž pro celý organismus. Začali tím, že s pomocí umělé inteligence upravili bakteriální stříkačku tak, aby reagovala na lidské buňky místo hmyzí.

Úspěch u myší

Zkoušky s náplní ukázaly, že stříkačka ochotně přijímá různé typy bílkovin, včetně toxinů proti nádorovým buňkám nebo enzymu Cas9, který tvoří „stříhací jednotku“ v genetických nůžkách, čímž by mohla sloužit i pro genovou terapii.

Aby si ověřili, nakolik jsou schopni molekulární injekce ovládat, naučili vědci v Massachuttes eCIS reagovat na mozkové buňky myší. Jako náplň navázali do stříkačky fluoreskující protein. A skutečně, zelená zář v mozcích myší potvrdila, že přenos byl úspěšný.

Následující den ještě nacházeli prázdné molekulární stříkačky připojené k některým mozkovým buňkám, ale do týdne tělo podle předpokladu všechny rozpustilo. Nezaznamenali ani žádnou imunitní reakci na cizorodý materiál.

Velmi dobře dopadly také laboratorní zkoušky s rakovinnými buňkami. Molekulární stříkačky je takřka 100% zničily, zatímco zdravým buňkám neublížily. V reálných podmínkách to ale molekulární injekce tak snadné mít nebudou.

Velikost jejich náplně ztěžuje pronikání hustou tkání nádorů, u některých typů rakovin je zas obtížné najít charakteristické znaky na povrchu buněk. Od úžasného nápadu tedy ještě zbývá ujít dlouhou cestu ke skutečnému převratu v medicíně.

Autor: Kateřina Pavelcová