S pomocí buněk namísto tabletů bylo možné rozpoznat, zabránit a vyléčit mnoho onemocnění: budoucnost lékařské terapie.

S pomocí buněk namísto tabletů bylo možné rozpoznat, zabránit a vyléčit mnoho onemocnění: budoucnost lékařské terapie.

využívání kompetentních bakterií

Nová studie zveřejněná ve vědě dnes popisuje, jak vědci geneticky změnili bakterie, aby úspěšně rozpoznali rakovinné buňky. Tento průlom by mohl pomoci zlepšit diagnózu rakoviny a v budoucnu umožnit cílené biologické terapie.

Projekt začal přednáškou syntetického biologa Roba Coopera během týdenního laboratorního setkání na University of California v San Diegu. Cooper se zabýval zkoumáním genů a přenosem genu v bakteriích.

Geny jsou základními jednotkami genetické dědictví. Mimo jiné určují vlastnosti, které zdědíme od našich rodičů. Během přenosu genů se geny přenášejí z jedné buňky do druhé. To může být vertikálně, pokud se buňka sdílí a replikuje svou DNA nebo horizontálně, když je DNA vyměněna mezi neevidovanými buňkami.

V mikrobiálním světě je horizontální přenos jehně rozšířen. Některé bakterie mohou absorbovat geny z volné DNA z jejich bezprostředního okolí. K tomu dochází, když buňky umírají a uvolní se jejich DNA. Bakterie mohou zahrnovat tyto volné DNA do svých vlastních buněk a použít je k přizpůsobení evoluční.

Tento proces umožňuje bakteriím prozkoumat jejich okolí a zaznamenávat geny, které by jim mohly nabídnout výhodu. Myšlenka za genetickou změnou bakterií pro detekci rakoviny je založena na skutečnosti, že rakovina je definována změnami v genetickém materiálu buněk.

Vědci se rozhodli pro bakterii acinetobacter baylyi jako testovací bios senzor pro rozpoznávání nemocí. Genom A. Baylyi byl modifikován takovým způsobem, že obsahoval dlouhé sekvence DNA, které se podobaly sekvičením lidské rakoviny, které chtěli pochopit. Tyto „komplementární“ sekvence DNA fungovaly jako adhezivní oblasti, na nichž by mohla být integrována specifická DNA tumoromousomu do genomu bakterií.

Důležitým cílem bylo udržet bakterii v bakterii k aktivaci jiných genů. V tomto případě to byl gen rezistence na antibiotiku, který byl použit jako signál pro detekci rakoviny. Pokud by bakterie mohly růst na destičkách antibiotiky, jejich gen rezistence na antibiotiku byl aktivní, což naznačuje, že detekce rakoviny.

Tým provedl řadu experimentů, ve kterých byly do stále složitějších systémů přivezeny nové bakteriální biosenzor a nádorové buňky. Nejprve byly bakterie ošetřeny vyčištěnou tumorom-DNA a biosenzor úspěšně rozpoznal DNA tumoromousomu.

Poté byly bakterie chovány spolu s živými nádorovými buňkami a také zde mohla být rozpoznána tumoromová DNA. Nakonec byly bakterie injikovány do živých myší, které buď měly nádory, nebo ne. U myšího modelu pro rakovinu tlustého střeva byly biosenzory spolehlivě rozlišeny mezi myšími s rakovinou tlustého střeva a bez něj.

Podle těchto slibných výsledků byl senzor bakterií BIOS dále zlepšen a nyní může rozlišovat změny páru jednotlivých bází v DNA nádorgomomu. Tato technologie zvaná Catch (buněčný test pro cílený, CRISPR-diskriminovaný horizontální přenos genů) má velký potenciál a mohla by ji v budoucnu použít k rozpoznání různých nemocí, zejména infekcí a rakoviny.

Tato technologie však ještě není připravena k použití na klinice. Vědci aktivně pracují na dalším vývoji, aby zlepšili účinnost detekce DNA a kriticky posoudili výkon biosenzoru ve srovnání s jinými diagnostickými testy. Kromě toho musí být zaručena bezpečnost pacientů a životního prostředí.

Nejzajímavější perspektivou buněčné medicíny není jen detekce nemocí. Bio -senzory by mohly být naprogramovány takovým způsobem, že mohou vyvolat specifickou biologickou terapii, když je rozpoznána sekvence DNA, přímo v okamžiku, kdy je onemocnění rozpoznáno v reálném čase.

Rozvoj této inovativní technologie je výsledkem úspěšné spolupráce mezi různými vědci a výzkumníky. Tým zahrnoval profesor Jeff Hasty, Dr. Rob Cooper, docent Susan Woods a Dr. Josephine Wrightová.

Výsledky této studie jsou slibné, ale pro ověření výkonu biosenzoru a k prozkoumání jeho možné aplikace v klinické praxi jsou nezbytné další testy. Budoucnost buněčného lékařství však vypadá slibně a může vést k revolučním změnám v diagnostice a léčbě nemocí.

Tento článek byl znovu publikován na základě licence Creative Commons z konverzace.