Ar šūnu palīdzību, nevis tabletes, daudzas slimības varēja atpazīt, novērst un izārstēt: medicīniskās terapijas nākotni.

Ar šūnu palīdzību, nevis tabletes, daudzas slimības varēja atpazīt, novērst un izārstēt: medicīniskās terapijas nākotni.

Kompetentu baktēriju izmantošana

Jauns pētījums, kas publicēts Science Today, apraksta, kā zinātnieki ir ģenētiski mainījuši baktērijas, lai veiksmīgi atpazītu vēža šūnas. Šis izrāviens varētu palīdzēt uzlabot vēža diagnozi un nākotnē ļaut nodrošināt mērķtiecīgu bioloģisko terapiju.

Projekts sākās ar sintētiskā biologa Roba Kūpera lekciju iknedēļas laboratorijas sanāksmē Kalifornijas universitātē Sandjego. Kūpers izskatīja gēnu un gēnu pārneses pārbaudi baktērijās.

Gēni ir ģenētiskās mantojuma pamata vienības. Cita starpā viņi nosaka īpašības, kuras mēs mantojam no vecākiem. Gēnu pārneses laikā gēni tiek pārnesti no vienas šūnas uz otru. Tas var būt vertikāli, ja šūnai ir kopīga un atkārtota DNS, vai horizontāli, ja DNS tiek apmainīta starp šūnām ar nesaistītām šūnām.

Horizontālā kungu pārnešana ir plaši izplatīta mikrobu pasaulē. Atsevišķas baktērijas var absorbēt gēnus no brīvas DNS no to tiešās apkārtnes. Tas notiek, kad šūnas mirst un to DNS tiek atbrīvota. Baktērijas var ietvert šīs brīvās DNS savās šūnās un izmantot tās, lai pielāgotos evolucionāri.

Šis process ļauj baktērijām izpētīt savu apkārtni un reģistrēt gēnus, kas viņiem varētu piedāvāt priekšrocības. Vēža noteikšanas baktēriju ģenētisko izmaiņu ideja ir balstīta uz faktu, ka vēzi nosaka šūnu ģenētiskā materiāla izmaiņas.

Pētnieki izvēlējās baktērijas acinetobacter baylyi kā testa BIOS sensoru slimību atpazīšanai. A. Baylyi genoms tika modificēts tādā veidā, ka tajā bija garas DNS sekvences, kas līdzinājās cilvēka vēža tām, kuras viņi gribēja aptvert. Šīs "papildinošās" DNS sekvences darbojās kā lipīgas zonas, uz kurām specifisko audzējusomas DNS varēja integrēt baktēriju genomā.

Svarīgs mērķis bija baktērijas audzēja baktērijā noturēt, lai aktivizētu citus gēnus. Šajā gadījumā tas bija antibiotiku rezistences gēns, kas tika izmantots kā signāls vēža noteikšanai. Ja baktērijas spēja augt uz antibiotiku kultūras plāksnēm, to antibiotiku rezistences gēns bija aktīvs, un tas norādīja, ka vēža noteikšana.

Komanda veica vairākus eksperimentus, kuros jaunās baktēriju biosensoru un audzēja šūnas tika ievestas arvien sarežģītākajās sistēmās. Pirmkārt, baktērijas tika ārstētas ar notīrītu audzēja-DNS, un biosensors veiksmīgi atpazina audzējausomas DNS.

Tad baktērijas tika audzētas kopā ar dzīvām audzēja šūnām, un arī šeit varēja atpazīt audzēja DNS. Visbeidzot, baktērijas tika ievadītas dzīvās pelēs, kurām bija vai nu audzēji. Peles resnās zarnas vēža modelī biosensori tika uzticami atšķirti starp pelēm ar resnās zarnas vēzi un bez tā.

Saskaņā ar šiem daudzsološajiem rezultātiem baktēriju BIOS sensors ir vēl vairāk uzlabojies un tagad var atšķirt atsevišķu bāzes pāra izmaiņas Tumorgomom DNS. Šai tehnoloģijai, ko sauc par Catch (šūnu testa tests mērķtiecīgai, CRISPR diskriminētai horizontālai gēnu pārnesei), ir liels potenciāls, un to nākotnē varētu izmantot, lai atpazītu dažādas slimības, īpaši infekcijas un vēzi.

Tomēr tehnoloģija vēl nav gatava izmantošanai klīnikā. Pētnieki aktīvi strādā pie turpmākas attīstības, lai uzlabotu DNS noteikšanas efektivitāti un kritiski novērtētu biosensora veiktspēju salīdzinājumā ar citiem diagnostikas testiem. Turklāt pacientu un vides drošība ir jāgarantē.

Aizraujošākā šūnu medicīnas perspektīva nav tikai slimību noteikšana. Bio -sensorus varētu ieprogrammēt tādā veidā, ka tie var izraisīt specifisku bioloģisko terapiju, kad tiek atzīta DNS secība tieši vietā, kur slimība tiek atzīta reālā laikā.

Šīs novatoriskās tehnoloģijas attīstība ir veiksmīgas sadarbības rezultāts starp dažādiem zinātniekiem un pētniekiem. Komandā bija profesors Džefs Hastijs, Dr Robs Kūpers, asociētā profesore Sūzena Vudsa un Dr. Josephine Wright.

Šī pētījuma rezultāti ir daudzsološi, bet ir nepieciešami turpmāki testi, lai apstiprinātu biosensora veiktspēju un izpētītu tā iespējamo pielietojumu klīniskajā praksē. Tomēr šūnu medicīnas nākotne izskatās daudzsološa un varētu izraisīt revolucionāras izmaiņas slimību diagnostikā un ārstēšanā.

Šis raksts tika pārpublicēts saskaņā ar Creative Commons licenci no sarunas.