Cu ajutorul celulelor în loc de tablete, multe boli ar putea fi detectate, prevenite și vindecate: viitorul terapiei medicale.

Cu ajutorul celulelor în loc de tablete, multe boli ar putea fi detectate, prevenite și vindecate: viitorul terapiei medicale.

Utilizarea bacteriilor competente

Un nou studiu publicat astăzi în Science descrie modul în care oamenii de știință au modificat genetic bacteriile pentru a detecta cu succes celulele canceroase. Această descoperire ar putea ajuta la îmbunătățirea diagnosticului cancerului și să permită potențial terapii biologice vizate în viitor.

Proiectul a început cu o discuție a biologului sintetic Rob Cooper în timpul unei întâlniri săptămânale de laborator la Universitatea din California, San Diego. Cooper a lucrat la studiul genelor și transferului de gene în bacterii.

Genele sunt unitățile de bază ale moștenirii genetice. Printre altele, ei determină caracteristicile pe care le moștenim de la părinții noștri. Transferul de gene implică transferul genelor de la o celulă la alta. Acest lucru poate apărea vertical, atunci când o celulă împarte și își reproduce ADN -ul sau pe orizontală, când ADN -ul este schimbat între celulele fără legătură.

Transferul de gene orizontal este răspândit în lumea microbiană. Anumite bacterii pot absorbi gene din ADN -ul liber în mediul lor imediat. Acest lucru se întâmplă atunci când celulele mor și ADN -ul lor este eliberat. Bacteriile pot absorbi acest ADN liber în propriile celule și îl pot folosi pentru a se adapta în mod evolutiv.

Acest proces permite bacteriilor să -și exploreze mediul și să ridice gene care le -ar putea oferi un avantaj. Ideea din spatele bacteriilor modificate genetic pentru a detecta cancerul se bazează pe faptul că cancerul este definit de modificările materialului genetic al celulelor.

Cercetătorii au ales bacteria Acinetobacter Baylyi ca biosenzor experimental pentru a detecta boli. Genomul A. Baylyi a fost modificat pentru a conține secvențe de ADN lungi similare cu gena cancerului uman pe care doreau să o capteze. Aceste secvențe ADN „complementare” au acționat ca suprafețe adezive în care ADN -ul genomului tumoral specific ar putea fi integrat în genomul bacterian.

Un obiectiv important a fost menținerea ADN -ului genomului tumoral în bacterie pentru a activa alte gene. În acest caz, a fost o genă de rezistență la antibiotice care a fost folosită ca semnal pentru a detecta cancerul. Dacă bacteriile au reușit să crească pe plăcile de cultură a antibioticelor, gena lor de rezistență la antibiotice a fost activă și acest lucru a indicat detectarea cancerului.

Echipa a efectuat o serie de experimente care introduc noile biosenzor bacterian și celulele tumorale în sisteme din ce în ce mai complexe. În primul rând, bacteriile au fost tratate cu ADN genomic tumoral purificat, iar biosensorul a detectat cu succes ADN -ul genomic tumoral.

Bacteriile au fost apoi cultivate împreună cu celulele tumorale vii, iar ADN -ul genomului tumoral ar putea fi, de asemenea, recunoscut aici. În cele din urmă, bacteriile au fost injectate la șoareci vii, care aveau fie tumori, fie nu. Într -un model de șoarece de cancer de colon, biosenzorii au fost capabili să distingă în mod fiabil între șoareci cu și fără cancer de colon.

În urma acestor rezultate promițătoare, biosenzorul bacterian a fost îmbunătățit în continuare și poate acum să distingă modificările individuale ale perechii de baze în cadrul ADN -ului genomic tumoral. Această tehnologie, numită CATCH (Test Cellular pentru transferul orizontal de către CRISPR-discriminat CRISPR), are un potențial mare și ar putea fi utilizată în viitor pentru a detecta o varietate de boli, în special infecții și cancer.

Cu toate acestea, tehnologia nu este încă pregătită pentru utilizare în clinică. Cercetătorii lucrează activ la dezvoltarea ulterioară pentru a îmbunătăți eficiența detectării ADN -ului și pentru a evalua critic performanța biosenzorului în comparație cu alte teste de diagnostic. În plus, siguranța pacienților și a mediului trebuie să fie garantate.

Cu toate acestea, poate cea mai interesantă perspectivă a medicamentului celular nu este doar detectarea bolilor. Biosenzorii ar putea fi programați astfel încât atunci când este detectată o secvență specifică de ADN, ei pot declanșa o terapie biologică specifică direct la locul unde boala este detectată în timp real.

Dezvoltarea acestei tehnologii inovatoare este rezultatul unei colaborări de succes între diverși oameni de știință și cercetători. Echipa a inclus profesorul Jeff Hasty, Dr. Rob Cooper, profesorul asociat Susan Woods și Dr. Josephine Wright.

Rezultatele acestui studiu sunt promițătoare, dar sunt necesare teste suplimentare pentru a valida performanța biosenzorului și pentru a explora aplicarea potențială a acestuia în practica clinică. Cu toate acestea, viitorul medicamentului celular pare promițător și ar putea duce la schimbări revoluționare în diagnosticul și tratamentul bolii.

Acest articol a fost republicat din conversație sub o licență Creative Commons.