연구자들은 암을 좋아하는 독특한 프로바이오틱 박테리아를 조작하여 초기 단계에서도 장암에 노출된 후 소변에서 감지할 수 있는 마커를 방출했습니다. 이 새로운 테스트 방법은 대장 내시경 검사 및 지저분한 대변 선별 테스트와 같은 침습적 절차를 피할 수 있음을 의미합니다.
전 세계적으로 대장암(대장암이라고도 함)은 암 관련 사망의 두 번째 주요 원인이며, 젊은 연령층에서 발생률이 증가하여 조기 발견의 중요성이 강조되고 있습니다. 대장암의 경우 암을 찾는 것뿐만 아니라 암의 전구체(흔히 전체적으로 작은 폴립)를 찾는 것도 중요합니다.
대장내시경은 대장암 발병률과 사망률을 줄이는 데 효과적이지만 불편하고 비용이 많이 든다. 암의 징후를 확인하기 위해 일반적으로 사용되는 대변 검사는 확실히 더 편리하고 저렴하지만 번거롭고 일부 사람들은 검사를 수행하지 않으려고 합니다.
고맙게도 남호주 보건의료연구소(SAHMRI), 애들레이드 대학교, 미국 컬럼비아 대학교의 연구자들은 안전하고 이미 장 질환을 치료하는 데 사용되는 프로바이오틱스를 사용하는 대변 검사의 대안을 개발했습니다.
이번 연구의 공동 저자 중 한 명인 Georgette Radford는 "우리는 종양에 대한 박테리아의 자연적인 매력을 이용하여 초기 암을 밝히는 분자를 방출하도록 조작했습니다."라고 말했습니다.
이 박테리아는 E.coliNissle1917(EcN)이라고 불리는 E. coli의 독특한 프로바이오틱 균주입니다. 제1차 세계 대전 중에 독일 의사 알프레드 니슬레(Alfred Nissle)는 참호를 휩쓸고 있는 이질에 면역력이 있는 것처럼 보이는 독일 군인의 내장에서 처음으로 이 균주를 분리했습니다. 나중에 EcN은 "나쁜" 박테리아를 차단하고 싸우는 것으로 나타났으며 장기적으로 인간에게 안전하게 사용되었습니다.
최근 연구에서는 EcN의 또 다른 특징이 밝혀졌습니다. EcN은 종양, 특히 장 종양을 매우 좋아합니다. 정상적인 조직에 사는 대신, 살기 위해 이러한 종양을 적극적으로 찾습니다. 이 연구의 연구자들은 이러한 특징을 이용했습니다.
장암 마우스 모델과 인간 대장암 환자에게 일정량의 EcN을 경구 투여함으로써 EcN이 선택적이고 강력하게 장 폴립을 군집화할 수 있음을 처음으로 입증했습니다.
Radford 박사는 “우리 연구에서는 이러한 박테리아가 대장암(예: 용종)의 양성 전구 병변과 장내 대장암에서 선택적으로 생존한다는 사실을 보여줍니다.”라고 Radford는 말했습니다.
그런 다음 연구자들은 EcN을 조작하여 체액에서 쉽게 회수하고 검출할 수 있는 작은 분자인 살리실산염을 생성했습니다. 연구진은 폴립이 있는 마우스 모델에 조작된 EcN을 경구 투여한 다음 대변 및 소변 샘플을 수집했습니다. 약물 투여 48시간 후 소변 샘플에서 살리실산염의 존재 여부를 분석한 결과, 치료를 받은 쥐의 살리실산염 수치가 기준치보다 5배 높은 반면, 대조군 동물의 살리실산염 수치에는 변화가 없는 것으로 나타났습니다.
연구진은 이 새로운 방법이 비침습적 암 조기 진단에 사용될 수 있다고 밝혔습니다.
공동 교신저자인 Susan Woods는 “일단 박테리아가 종양을 발견하면 소변에서 감지할 수 있는 표지를 방출하는데, 이는 암이 존재한다는 것을 나타냅니다.”라고 말했습니다. "미래에 우리의 목표는 혈액 검사에서 이 마커를 검출할 수 있는 것입니다."
다음으로 연구자들은 조작된 EcN이 암 치료를 전달하는 데 사용될 수 있는지 여부를 조사했습니다. 그들은 이번에는 종양 부위에서 사이토카인과 체크포인트 억제제 치료법을 방출하기 위해 박테리아를 다시 조작했습니다. 연구진은 마우스 모델에 경구 투여한 후 폴립 면적과 수가 전체적으로 약 47% 감소하는 것을 관찰했습니다. 이러한 감소는 특정 부위에만 국한되지 않고 소장 전체에서 나타났습니다.
그들은 이 플랫폼이 암 부위에 직접 치료를 전달하는 데 사용될 수 있으며 EcN이 "천연"이기 때문에 화학요법 약물 도입으로 인한 부작용을 피할 수 있다고 믿습니다.
이번 연구는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 저널에 게재됐다.