Con l'aiuto di cellule anziché compresse, molte malattie potrebbero essere riconosciute, prevenute e curate: il futuro della terapia medica.

Con l'aiuto di cellule anziché compresse, molte malattie potrebbero essere riconosciute, prevenute e curate: il futuro della terapia medica.

sfruttando batteri competenti

Un nuovo studio pubblicato su Science oggi descrive come gli scienziati abbiano cambiato geneticamente i batteri per riconoscere con successo le cellule tumorali. Questa svolta potrebbe aiutare a migliorare la diagnosi del cancro e per consentire terapie biologiche mirate in futuro.

Il progetto è iniziato con una lezione dal biologo sintetico Rob Cooper durante un incontro settimanale di laboratorio presso l'Università della California a San Diego. Cooper ha affrontato l'esame dei geni e il trasferimento genico nei batteri.

I geni sono le unità di base dell'eredità genetica. Tra le altre cose, determinano le caratteristiche che ereditiamo dai nostri genitori. Durante il trasferimento genico, i geni vengono trasferiti da una cellula all'altra. Questo può essere verticalmente se una cellula si condivide e replica il suo DNA, o orizzontalmente quando il DNA viene scambiato tra cellule non correlate.

Il trasferimento orizzontale del Gentlean è diffuso nel mondo microbico. Alcuni batteri possono assorbire i geni dal DNA libero dalle loro immediate vicinanze. Questo accade quando le cellule muoiono e il loro DNA viene rilasciato. I batteri possono includere questi DNA libero nelle proprie cellule e usarli per adattarsi evolutivamente.

Questo processo consente ai batteri di esplorare l'ambiente circostante e registrare geni che potrebbero offrire loro un vantaggio. L'idea alla base del cambiamento genetico dei batteri per la rilevazione del cancro si basa sul fatto che il cancro è definito dai cambiamenti nel materiale genetico delle cellule.

I ricercatori hanno optato per il batterio Acinetobacter Baylyi come sensore BIOS di prova per riconoscere le malattie. Il genoma di A. baylyi è stato modificato in modo tale da contenere lunghe sequenze di DNA che assomigliavano a quelle del cancro umano che volevano afferrare. Queste sequenze di DNA "complementari" fungevano da aree adesive su cui il DNA specifico del tumoromousoma potrebbe essere integrato nel genoma dei batteri.

Un obiettivo importante era mantenere il batterio tumorale nel batterio per attivare altri geni. In questo caso, era un gene di resistenza agli antibiotici che veniva usato come segnale per la rilevazione del cancro. Se i batteri erano in grado di crescere su piastre di coltura antibiotica, il loro gene di resistenza agli antibiotici era attivo e questo indicava che il rilevamento del cancro.

Il team ha condotto una serie di esperimenti in cui il nuovo biosensore batterico e le cellule tumorali sono stati portati in sistemi sempre più complessi. Innanzitutto, i batteri sono stati trattati con il DNA tumoroma pulito e il biosensore ha riconosciuto con successo il DNA tumoromousoma.

Quindi i batteri sono stati allenati insieme a cellule tumorali viventi e anche qui il DNA tumoroma potrebbe essere riconosciuto. Infine, i batteri sono stati iniettati in topi viventi che avevano o meno tumori. In un modello murino per il cancro del colon, i biosensori si sono distinti in modo affidabile tra topi con e senza cancro al colon.

Secondo questi risultati promettenti, il sensore del BIOS di batteri è stato ulteriormente migliorato e ora può distinguere i cambiamenti della coppia di basi individuali all'interno del DNA tumorgomom. Questa tecnologia chiamata catch (test cellulare per il trasferimento genico orizzontale mirato e discriminato CRISPR) ha un grande potenziale e potrebbe essere utilizzata in futuro per riconoscere una varietà di malattie, in particolare le infezioni e il cancro.

Tuttavia, la tecnologia non è ancora pronta per l'uso in clinica. I ricercatori stanno attivamente lavorando sull'ulteriore sviluppo al fine di migliorare l'efficienza del rilevamento del DNA e di valutare criticamente le prestazioni del biosensore rispetto ad altri test diagnostici. Inoltre, la sicurezza dei pazienti e dell'ambiente deve essere garantita.

La prospettiva più eccitante della medicina cellulare non è solo il rilevamento di malattie. I sensibili bio possono essere programmati in modo tale da poter innescare una terapia biologica specifica quando viene riconosciuta la sequenza di DNA, direttamente nel punto in cui la malattia è riconosciuta in tempo reale.

Lo sviluppo di questa tecnologia innovativa è il risultato di una cooperazione di successo tra diversi scienziati e ricercatori. Il team includeva il Professor Jeff Hasty, il Dr. Rob Cooper, la professoressa associata Susan Woods e la dott.ssa Josephine Wright.

I risultati di questo studio sono promettenti, ma sono necessari ulteriori test per convalidare le prestazioni del biosensore e per ricercare la sua possibile applicazione nella pratica clinica. Tuttavia, il futuro della medicina cellulare sembra promettente e potrebbe portare a cambiamenti rivoluzionari nella diagnosi e nel trattamento delle malattie.

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