S pomočjo celic namesto tablet je bilo mogoče prepoznati, preprečiti in ozdraviti veliko bolezni: prihodnost medicinske terapije.
S pomočjo celic namesto tablet je bilo mogoče prepoznati, preprečiti in ozdraviti veliko bolezni: prihodnost medicinske terapije.
uporaba kompetentnih bakterij
Nova študija, objavljena v Science Today, opisuje, kako so znanstveniki genetsko spreminjali bakterije za uspešno prepoznavanje rakavih celic. Ta preboj bi lahko pomagal izboljšati diagnozo raka in omogočiti ciljno biološke terapije v prihodnosti.
Projekt se je začel s predavanjem sintetičnega biologa Rob Cooperja med tedenskim laboratorijskim srečanjem na kalifornijski univerzi v San Diegu. Cooper se je ukvarjal s pregledom genov in prenosa genov v bakterijah.
Geni so osnovne enote genetske dedovanja. Med drugim določajo značilnosti, ki jih podedujemo od staršev. Med prenosom genov se geni prenašajo iz ene celice v drugo. To je lahko navpično, če se celica deli in ponovi svojo DNK ali vodoravno, ko se DNK izmenja med ne -povezanimi celicami.
Vodoravni gentlejski prenos je v mikrobnem svetu zelo razširjen. Nekatere bakterije lahko absorbirajo gene iz proste DNK iz neposredne bližine. To se zgodi, ko celice umrejo in se sprosti njihova DNK. Bakterije lahko vključijo te proste DNK v svoje celice in jih uporabljajo za evolucijsko prilagajanje.
Ta postopek omogoča bakterijam, da raziskujejo svojo okolico in beležijo gene, ki bi jim lahko ponudili prednost. Ideja za genetsko spremembo bakterij za odkrivanje raka temelji na dejstvu, da je rak opredeljen s spremembami genetskega materiala celic.
Raziskovalci so se odločili za bakterij Acinetobacter Baylyi kot testni senzor BIOS za prepoznavanje bolezni. Genom A. Baylyi je bil spremenjen tako, da je vseboval dolge sekvence DNK, ki so bile podobne tistim pri človeškem raku, ki so jih želeli dojeti. Te "komplementarne" DNK sekvence so delovale kot adhezivna območja, na katerih je mogoče specifično DNK tumomousoma vključiti v genom bakterij.
Pomemben cilj je bil ohraniti bakterijsko tumomorozno v bakteriji, da aktivira druge gene. V tem primeru je bil gen za odpornost na antibiotike, ki je bil uporabljen kot signal za odkrivanje raka. Če bi bakterije lahko rasle na ploščah za antibiotično kulturo, je bil njihov gen za odpornost na antibiotike aktiven, kar kaže na to, da je odkrivanje raka.
Skupina je izvedla številne poskuse, v katerih so bile nove bakterijske biosenzorske in tumorske celice vnesene v vse bolj zapletene sisteme. Najprej smo bakterije zdravili s očiščenim tumoma-DNA in biosenzor je uspešno prepoznal DNK tumomousoma.
Nato so bakterije vzrejale skupaj z živimi tumorskimi celicami in tudi tu je bilo mogoče prepoznati DNK tumoma. Končno so bakterije vbrizgali v žive miši, ki so imele tumorje ali ne. V mišjem modelu za rak debelega črevesa so bili biosenzorji zanesljivo ločeni med mišmi z rakom debelega črevesa in brez njega.
Po teh obetavnih rezultatih je bil senzor BIOS bakterij še izboljšan in zdaj lahko razlikuje posamezne spremembe baznih para znotraj tumorgomomske DNK. Ta tehnologija, imenovana Catch (celični test za ciljno usmerjeno, prenos horizontalnega gena, diskriminiranega s CRISPR), ima velik potencial in bi jo lahko v prihodnosti uporabili za prepoznavanje različnih bolezni, zlasti okužb in raka.
Vendar tehnologija še ni pripravljena za uporabo v kliniki. Raziskovalci aktivno delajo na nadaljnjem razvoju, da bi izboljšali učinkovitost odkrivanja DNK in kritično ocenili delovanje biosenzorja v primerjavi z drugimi diagnostičnimi testi. Poleg tega je treba zagotoviti varnost bolnikov in okolje.
Najbolj vznemirljiva perspektiva celične medicine ni samo odkrivanje bolezni. Bio -senzorji bi lahko programirali tako, da lahko sprožijo specifično biološko terapijo, kadar je prepoznano zaporedje DNK, neposredno na mestu, ko je bolezen prepoznana v realnem času.
Razvoj te inovativne tehnologije je rezultat uspešnega sodelovanja med različnimi znanstveniki in raziskovalci. V ekipi so bili profesor Jeff Hasty, dr. Rob Cooper, izredna profesorica Susan Woods in dr. Josephine Wright.
Rezultati te študije so obetavni, vendar so potrebni nadaljnji testi za potrditev uspešnosti biosenzorja in za raziskovanje njegove možne uporabe v klinični praksi. Vendar je prihodnost celične medicine videti obetavna in bi lahko privedla do revolucionarnih sprememb v diagnozi in zdravljenju bolezni.
Ta članek je bil objavljen pod licenco Creative Commons iz pogovora.