近红外编程细菌生活方式遗传回路

近红外光精准调控菌群状态

用近红外光动态编程细菌的浮游、生物被膜和裂解三种生活方式，从而精确控制肿瘤治疗中细菌的黏附、定植和药物释放，提高治疗效果。

Fu, Shengwei · Zhang, Rongrong · Xiong, Jiarui · Li, Ye · Pu, Li · Xia, Aiguo · Jin, Fan

National Science Review 2023

技术优势

无创远程控制

利用近红外光的深组织穿透能力，可在体内对工程菌的遗传回路进行时空分辨的非侵入式调控，无需直接接触肿瘤。

多步过程精确控制

通过编程肿瘤内细菌生活方式转变，可精确控制BMCT过程中的多个关键步骤，包括黏附、定植和药物释放。

应用场景

• 工程菌肿瘤治疗：提供肿瘤内细菌黏附、定植和药物释放的时空可控手段，提升治疗效果。
• 靶向药物递送：通过光控细菌裂解和药物释放，实现治疗药物在肿瘤部位的精确释放。
• 光控递送系统：利用近红外光分层调节功率密度，实现对细菌生活方式和药物释放的远程操控。
• 肿瘤微环境传感：通过编程细菌响应肿瘤微环境信号，实现定植和药物释放的自动调节。
• 微生物治疗工厂：工程菌作为可编程的活体工厂，按需生产并释放治疗分子。