Ved hjælp af celler i stedet for tabletter kunne mange sygdomme genkendes, forhindres og helbredes: fremtiden for medicinsk terapi.
Ved hjælp af celler i stedet for tabletter kunne mange sygdomme genkendes, forhindres og helbredes: fremtiden for medicinsk terapi.
Udnyttelse af kompetente bakterier
En ny undersøgelse offentliggjort i videnskaben i dag beskriver, hvordan forskere har genetisk ændret bakterier for at kunne genkende kræftceller med succes. Dette gennembrud kan hjælpe med at forbedre diagnosen kræft og for at muliggøre målrettede biologiske terapier i fremtiden.
Projektet startede med et foredrag af den syntetiske biolog Rob Cooper under et ugentligt laboratoriemøde på University of California i San Diego. Cooper behandlede undersøgelsen af gener og genoverførslen i bakterier.
Gener er de grundlæggende enheder af genetisk arv. De bestemmer blandt andet de egenskaber, vi arver fra vores forældre. Under genoverførslen overføres gener fra en celle til en anden. Dette kan være lodret, hvis en celle deler sig selv og gentager sit DNA eller vandret, når DNA udveksles mellem ikke -relaterede celler.
Den vandrette Gentlean -overførsel er udbredt i den mikrobielle verden. Visse bakterier kan absorbere gener fra det frie DNA fra deres umiddelbare nærhed. Dette sker, når celler dør, og deres DNA frigives. Bakterier kan omfatte dette frie DNA i deres egne celler og bruge dem til at tilpasse sig evolutionært.
Denne proces gør det muligt for bakterier at udforske deres omgivelser og registrere gener, der kan tilbyde dem en fordel. Ideen bag den genetiske ændring af bakterier til kræftdetektion er baseret på det faktum, at kræft defineres ved ændringer i det genetiske materiale i cellerne.
Forskerne valgte bakterien Acinetobacter Baylyi som en test BIOS -sensor til genkendelse af sygdomme. Genomet af A. Baylyi blev modificeret på en sådan måde, at det indeholdt lange DNA -sekvenser, der lignede dem af den humane kræft, som de ville forstå. Disse "komplementære" DNA -sekvenser fungerede som klæbeområder, hvor det specifikke tumoromousom DNA kunne integreres i genomet af bakterier.
Et vigtigt mål var at holde bakteriet tumoromet i bakterien for at aktivere andre gener. I dette tilfælde var det et antibiotikaresistensgen, der blev anvendt som et signal til påvisning af kræft. Hvis bakterierne var i stand til at vokse på antibiotikakulturplader, var deres antibiotikaresistensgen aktiv, og dette indikerede, at kræftdetektion.
Holdet udførte et antal eksperimenter, hvor den nye bakteriebiosensor og tumorceller blev bragt i stadig mere komplekse systemer. Først blev bakterierne behandlet med renset tumorom-DNA, og biosensoren genkendte tumoromousom-DNA med succes.
Derefter blev bakterierne opdrættet sammen med levende tumorceller, og også her kunne tumorom -DNA genkendes. Endelig blev bakterierne injiceret i levende mus, der enten havde tumorer eller ej. I en musemodel for tyktarmskræft blev biosensorerne pålideligt skelnet mellem mus med og uden tyktarmskræft.
I henhold til disse lovende resultater er bakterien BIOS -sensoren blevet forbedret yderligere og kan nu skelne individuelle basisparændringer inden for tumorgomom -DNA. Denne teknologi kaldet fangst (cellulær assay for målrettede, CRISPR-diskriminerede horisontale genoverførsel) har et stort potentiale og kan bruges i fremtiden til at genkende en række forskellige sygdomme, især infektioner og kræft.
Teknologien er dog endnu ikke klar til brug i klinikken. Forskerne arbejder aktivt på den videre udvikling for at forbedre effektiviteten af DNA -detektion og for kritisk at vurdere ydelsen af biosensoren sammenlignet med andre diagnostiske tests. Derudover skal patienternes og miljøets sikkerhed være garanteret.
Det mest spændende perspektiv af cellulær medicin er ikke kun påvisning af sygdomme. Bio -sensorer kunne programmeres på en sådan måde, at de kan udløse specifik biologisk terapi, når sekvensen af DNA genkendes, direkte på det punkt, hvor sygdommen genkendes i realtid.
Udviklingen af denne innovative teknologi er resultatet af et vellykket samarbejde mellem forskellige forskere og forskere. Holdet inkluderede Professor Jeff Hasty, Dr. Rob Cooper, lektor Susan Woods og Dr. Josephine Wright.
Resultaterne af denne undersøgelse er lovende, men yderligere test er nødvendige for at validere biosensorens ydelse og for at undersøge dens mulige anvendelse i klinisk praksis. Men fremtiden for cellulær medicin ser lovende ud og kan føre til revolutionære ændringer i diagnosen og behandlingen af sygdomme.
Denne artikel blev genudgivet under en Creative Commons -licens fra samtalen.