Еще древнеегипетские врачи замечали, что рак переходит в ремиссию, если пациент заболевает одновременно и сальмонеллезом. Сама же идея лечения рака с помощью инфекционных агентов восходит к концу 1800-х годов и в настоящее время нашла свое воплощение в иммунотерапии — когда ученые пытаются активировать иммунную систему для атаки раковых клеток.

Никто не спорит, что упомянутая сальмонелла — не подарок для человека, но специалисты из Политехнического университета Виргинии сочли, что ослабленная ее версия могла бы усилить бактериальную иммунотерапию без вредных последствий.

Кроме того, ученые предположили, что сальмонелла обладает потенциалом для антираковой борьбы с помощью обычных противоопухолевых препаратов. Дело в том, что пассивная доставка противораковых лекарств, с помощью введения в кровоток (химиотерапия) имеет низкую эффективность. Даже самое лучшее противораковое лекарство бесполезно, если нет возможности доставить его к опухоли!

Между тем, сальмонеллы очень даже успешно перемещаются по организму. Поэтому ученые попробовали использовать бактерии эти бактерии в качестве перевозчиков для транспортировки лекарств непосредственно к месту опухоли. Сами же лекарства было решено заключить в полимерные наночастицы. Так был сделан первый шаг к созданию автономной системы доставки лекарств при помощи наноразмерных бактерий. Систему назвали NanoBEADS.

Для опытов исследователи выбрали штамм бактерий Salmonella enterica serovar Typhimurium VNP20009, поскольку ранее он был тщательно изучен и успешно протестирован в первой фазе клинических испытаний. К бактериям прикрепили полимерные частицы, предназначенные для доставки лекарств.

Звучит довольно просто, но на самом деле работа заняла несколько лет. Процесс создания наночастиц и последующего прикрепления их к бактериям надежным и воспроизводимым способом был весьма трудоемок. Вдобавок ко всему необходимо было обеспечить выживание бактерий, выявить механизм перемещения бактерий в раковой ткани и разработать способы количественного описания эффективности NanoBEADS.

В итоге ученые пришли к следующим результатам. Система NanoBEADS увеличила удержание и распределение наночастиц в солидных опухолях почти в 100 раз за счет межклеточной транслокации (между раковыми клетками). Такое повышение эффективности было достигнуто автономно, без необходимости применения внешней движущей силы или управляющего воздействия.

При этом исследователи показали, что лекарство поистине целенаправленно ищет рак, но не трогает здоровые ткани. Испытания системы продемонстрировали, что в опухоли было примерно в 1000 раз больше клеток сальмонеллы по сравнению с печенью, и в 10000 раз больше, чем в селезенке. Пока опыты проводились только на на лабораторных мышах с раком молочной железы, но в ближайшем будущем ученые готовятся протестировать систему NanoBEADS на людях.