Med hjälp av celler istället för tabletter kunde många sjukdomar erkännas, förhindras och botas: framtiden för medicinsk terapi.

Med hjälp av celler istället för tabletter kunde många sjukdomar erkännas, förhindras och botas: framtiden för medicinsk terapi.

utnyttjar kompetenta bakterier

En ny studie publicerad i Science idag beskriver hur forskare har genetiskt förändrat bakterier för att framgångsrikt känna igen cancerceller. Detta genombrott kan bidra till att förbättra diagnosen cancer och för att möjliggöra riktade biologiska terapier i framtiden.

Projektet startade med en föreläsning av den syntetiska biologen Rob Cooper under ett veckovis laboratorimöte vid University of California i San Diego. Cooper hanterade undersökningen av gener och genöverföring i bakterier.

gener är de grundläggande enheterna för genetisk arv. De bestämmer bland annat de egenskaper som vi ärver från våra föräldrar. Under genöverföringen överförs gener från en cell till en annan. Detta kan vara vertikalt om en cell delar sig själv och replikerar dess DNA, eller horisontellt när DNA byts mellan icke -relaterade celler.

Den horisontella gentleanöverföringen är utbredd i den mikrobiella världen. Vissa bakterier kan absorbera gener från det fria DNA från deras omedelbara närhet. Detta händer när celler dör och deras DNA släpps. Bakterier kan inkludera dessa fria DNA i sina egna celler och använda dem för att anpassa evolutionärt.

Denna process gör det möjligt för bakterier att utforska sina omgivningar och spela in gener som kan ge dem en fördel. Idén bakom den genetiska förändringen av bakterier för cancerdetektering baseras på det faktum att cancer definieras av förändringar i cellernas genetiska material.

Forskarna valde bakterien Acinetobacter Baylyi som en testbios -sensor för att känna igen sjukdomar. Genet av A. baylyi modifierades på ett sådant sätt att det innehöll långa DNA -sekvenser som liknade de från den mänskliga cancer som de ville förstå. Dessa "komplementära" DNA -sekvenser fungerade som vidhäftande områden på vilka det specifika tumöromousom -DNA kunde integreras i genom bakterier.

Ett viktigt mål var att hålla bakterien tumörom i bakterien för att aktivera andra gener. I det här fallet var det en antibiotikaresistensgen som användes som en signal för detektion av cancer. Om bakterierna kunde växa på antibiotikakulturplattor, var deras antibiotikaresistensgen aktiv och detta indikerade att cancerdetektering.

Teamet genomförde ett antal experiment där den nya bakteriebiosensor- och tumörcellerna fördes in i allt mer komplexa system. Först behandlades bakterierna med rengjort tumorom-DNA och biosensorn erkände tumöromousom-DNA framgångsrikt.

Då uppföddes bakterierna tillsammans med levande tumörceller och också här kunde tumöroma -DNA erkännas. Slutligen injicerades bakterierna i levande möss som antingen hade tumörer eller inte. I en musmodell för koloncancer skilde biosensorerna pålitligt mellan möss med och utan koloncancer.

Enligt dessa lovande resultat har Bacteria Bios -sensorn förbättrats ytterligare och kan nu skilja individuella basparförändringar inom tumorgomom -DNA. Denna teknik som kallas fångst (cellulär analys för riktad, krispr-diskriminerad horisontell genöverföring) har stor potential och kan användas i framtiden för att känna igen en mängd olika sjukdomar, särskilt infektioner och cancer.

Men tekniken är ännu inte klar för användning i kliniken. Forskarna arbetar aktivt med vidareutvecklingen för att förbättra effektiviteten för DNA -detektion och för att kritiskt utvärdera biosensorns prestanda jämfört med andra diagnostiska test. Dessutom måste säkerheten för patienter och miljön garanteras.

Det mest spännande perspektivet av cellulär medicin är inte bara upptäckt av sjukdomar. Bio -sensorer kan programmeras på ett sådant sätt att de kan utlösa specifik biologisk terapi när sekvensen av DNA erkänns, direkt vid den punkt där sjukdomen erkänns i realtid.

Utvecklingen av denna innovativa teknik är resultatet av ett framgångsrikt samarbete mellan olika forskare och forskare. Teamet inkluderade Professor Jeff Hasty, Dr. Rob Cooper, docent Susan Woods och Dr. Josephine Wright.

Resultaten av denna studie är lovande, men ytterligare tester är nödvändiga för att validera biosensorns prestanda och för att undersöka dess möjliga tillämpning i klinisk praxis. Framtiden för cellulär medicin ser emellertid lovande och kan leda till revolutionära förändringar i diagnosen och behandlingen av sjukdomar.

Den här artikeln publicerades under en Creative Commons -licens från konversationen.