بمساعدة الخلايا بدلاً من الأجهزة اللوحية ، يمكن التعرف على العديد من الأمراض ومنعها ومعالجتها: مستقبل العلاج الطبي.

بمساعدة الخلايا بدلاً من الأجهزة اللوحية ، يمكن التعرف على العديد من الأمراض ومنعها ومعالجتها: مستقبل العلاج الطبي.

الاستفادة من البكتيريا المختصة

تصف دراسة جديدة نشرت في العلوم اليوم كيف قام العلماء بتغيير البكتيريا وراثياً للتعرف على الخلايا السرطانية بنجاح. يمكن أن يساعد هذا الاختراق في تحسين تشخيص السرطان وتمكين العلاجات البيولوجية المستهدفة في المستقبل.

بدأ المشروع بمحاضرة من قبل عالم الأحياء الاصطناعية روب كوبر خلال اجتماع مختبر أسبوعي في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو. تعامل كوبر مع فحص الجينات ونقل الجينات في البكتيريا.

الجينات هي الوحدات الأساسية للميراث الوراثي. من بين أشياء أخرى ، يحددون الخصائص التي نرثها من والدينا. أثناء نقل الجينات ، يتم نقل الجينات من خلية إلى أخرى. يمكن أن يكون هذا عموديًا إذا كانت الخلية تتقاسم نفسها وتكرر الحمض النووي الخاص بها ، أو أفقيًا عند تبادل الحمض النووي بين الخلايا غير المرتبطة.

نقل Gentlean الأفقي على نطاق واسع في العالم الميكروبي. يمكن أن تمتص بعض البكتيريا الجينات من الحمض النووي الحر من محيطها المباشر. يحدث هذا عندما تموت الخلايا ويتم إطلاق الحمض النووي. يمكن أن تشمل البكتيريا هذه الحمض النووي المجاني في خلاياها الخاصة واستخدامها للتكيف تطوريًا.

تمكن هذه العملية البكتيريا من استكشاف محيطها وتسجيل الجينات التي يمكن أن توفر لهم ميزة. تعتمد الفكرة وراء التغيير الوراثي للبكتيريا للكشف عن السرطان على حقيقة أن السرطان يتم تعريفه بالتغيرات في المادة الوراثية للخلايا.

اختار الباحثون البكتيريا Acinetobacter Baylyi كمستشعر للاختبار BIOS للتعرف على الأمراض. تم تعديل جينوم A. Baylyi بطريقة تحتوي على تسلسلات طويلة من الحمض النووي تشبه تلك التي أرادوا فهمها. كانت تسلسل الحمض النووي "التكميلي" بمثابة مناطق لاصقة يمكن دمجها في الجينوم من البكتيريا.

كان الهدف المهم هو الحفاظ على ورم البكتيريا في البكتيريا لتفعيل الجينات الأخرى. في هذه الحالة ، كان جين مقاومة للمضادات الحيوية يستخدم كإشارة للكشف عن السرطان. إذا كانت البكتيريا قادرة على النمو على لوحات ثقافة المضادات الحيوية ، فإن جين مقاومة المضادات الحيوية كان نشطًا وهذا يشير إلى أن الكشف عن السرطان.

أجرى الفريق عددًا من التجارب التي تم فيها إحضار المستشعر الحيوي البكتيري والخلايا السرطانية إلى أنظمة متزايدة التعقيد. أولاً ، عولجت البكتيريا باستخدام ورم ورم ورم ورم ورم بيولوجي تم تنظيفه ، وقد أدرك المستشعر الحيوي الحمض النووي للورم بنجاح.

ثم تم تربية البكتيريا مع الخلايا السرطانية الحية وهنا يمكن التعرف على الحمض النووي ورم الورم. أخيرًا ، تم حقن البكتيريا في الفئران الحية التي كانت لها أورام أم لا. في نموذج الماوس لسرطان القولون ، تم تمييز المستشعرات الحيوية بشكل موثوق بين الفئران مع وبدون سرطان القولون.

وفقًا لهذه النتائج الواعدة ، تم تحسين مستشعر Bacteria BIOS بشكل أكبر ويمكنه الآن التمييز بين تغييرات الزوج الأساسي الفردي داخل الحمض النووي للورم. هذه التكنولوجيا التي تسمى Catch (الفحص الخلوي لعملية نقل الجينات الأفقية المستهدفة والمستهدفة CRISPR) لها إمكانات كبيرة ويمكن استخدامها في المستقبل للتعرف على مجموعة متنوعة من الأمراض ، وخاصة العدوى والسرطان.

ومع ذلك ، فإن التكنولوجيا ليست جاهزة بعد للاستخدام في العيادة. يعمل الباحثون بنشاط على مزيد من التطوير من أجل تحسين كفاءة الكشف عن الحمض النووي وتقييم أداء المستشعر الحيوي بشكل نقدي مقارنة بالاختبارات التشخيصية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يجب ضمان سلامة المرضى والبيئة.

المنظور الأكثر إثارة للطب الخلوي ليس مجرد اكتشاف الأمراض. يمكن برمجة أجهزة الاستجابة الحيوية بطريقة يمكن أن تؤدي إلى علاج بيولوجي محدد عندما يتم التعرف على تسلسل الحمض النووي ، مباشرة في النقطة التي يتم فيها التعرف على المرض في الوقت الفعلي.

تطوير هذه التكنولوجيا المبتكرة هو نتيجة التعاون الناجح بين مختلف العلماء والباحثين. وكان من بين الفريق البروفيسور جيف هاستي والدكتور روب كوبر والأستاذة المساعد سوزان وودز والدكتور جوزفين رايت.

نتائج هذه الدراسة واعدة ، ولكن الاختبارات الإضافية ضرورية للتحقق من صحة أداء المستشعر الحيوي والبحث في تطبيقه المحتمل في الممارسة السريرية. ومع ذلك ، فإن مستقبل الطب الخلوي يبدو واعد وقد يؤدي إلى تغييرات ثورية في تشخيص الأمراض وعلاجها.

تم إعادة نشر هذه المقالة بموجب ترخيص Creative Commons من المحادثة.