Pixabay License. Volné pro komerční užití

Upravené bakterie poznají ve střevě rakovinu

Biotechnologové pomocí genetického inženýrství vytvořili bakterie, které dokážou detekovat přítomnost nádorové DNA v živém organismu.

Technika vyvinutá na vědci z Kalifornské univerzity v San Diegu a jejich kolegy z Austrálie (Colonoscopy Clinic, Brisbane) odhalila rakovinu v tlustém střevě myší. Výsledkem by mohly být senzory schopné vedle rakoviny také zachytit i různé infekce. A to přímo v organismu, bez nutnosti odběru vzorků a jejich laboratorní analýzy.
Hlavní pokrok ovšem spočívá v následujícím. Bakterie byly již dříve navrženy tak, aby plnily různé diagnostické a terapeutické funkce, ale chyběla jim schopnost identifikovat specifické sekvence DNA a mutace mimo buňky; v tomto případě se ale detekuje DNA, která uniká z nádorových buněk do okolního prostředí. Nová technika CATCH (Cellular Assay for Targeted CRISPR-discriminated Horizontal gene transfer) byl navržen právě k tomuto účelu.
Jak uvádí vedoucí vědeckého týmu Jeff Hasty, když projekt začínal, nebyli si jisti ani tím, zda je úprava bakterií k tomu, aby fungovaly jako senzor pro DNA savců, vůbec možné.
Technologie CATCH do bakterie vloží pro rozpoznání předem známou sekvenci nádorové DNA. Dále se vychází z toho, že bakterie dokážou přijímat DNA z okolního prostředí (takto si i vyměňují geny v bakteriální obdobě sexu).
Pro zkušební detekci rakoviny tlustého střeva/konečníku si vědci vybrali bakterii Acinetobacter bayly, která v tomto prostředí přirozeně žije. Jako základní „rozhodovací podmínka“ byla zvolen gen KRAS, který je mutován u mnoha druhů rakoviny. Bakterii pak naprogramovali pomocí systému CRISPR tak, aby rozlišovala mutované a normální kopie genu KRAS. Konkrétně vše fungovalo tak, že pouze bakterie, které by přijaly mutované formy KRAS vyskytující se např. v přednádorových polypech a rakovinách, by přežily (poznámka: tím se zase u bakterií aktivoval gen pro rezistenci k antibiotikům, pokus zahrnoval i růst na čipech s antibiotiky; to by pak vše ale mělo probíhat přímo v organismu; dejme tomu by se aktivoval gen, který by nějak svítil apod.), aby signalizovaly nebo reagovaly na onemocnění. Pod mikroskopem pak vědci viděli, jak spolu s myšími nádory rostly i zeleně zbarvené bakteriální kolonie.
Nádory tlustého střeva jsou přitom normálně přímo ponořeny do proudu různých bakterií. Upravené bakterie by mohly fungovat nejen k detekci, ale nádorové buňky také rovnou ničit. Samozřejmě i v případě jiných rakovin.


Technologie CATCH konstruuje buňky tak, aby detekovaly a rozlišovaly volnou DNA. To může mít význam v klinických (rakovina a infekce) i komerčních (ekologie, průmysl) aplikacích. Kredit: Cooper et al 2023 a Animate Your Science

Robert M. Cooper et al, Engineered bacteria detect tumor DNA, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adf3974. www.science.org/doi/10.1126/science.adf3974
Zdroj: University of California (San Diego) / Phys.org

Poznámka PH: Právě pro podobné kousky byly navrženy i DNA počítače. Jednoduchý systém by podobně dokázal v reakci detekci příslušné látky např. i syntetizovat zabijácký protein nebo provést jinou akci. Nevyžadovala se ani technologie CRISPR, ta ostatně v době největšího zájmu o DNA počítače ani nebyla známá nebo alespoň rozpracovaná.
U živých bakterií bude rozdíl ovšem v tom, že se budou starat o vlastní přežití/rozmnožení. Pilulky s DNA počítačem bychom asi museli užívat po nějaký čas atd. V principu je příslušně upravená bakterie nejspíš analogická DNA počítači s navrženým algoritmem (tj. obě techniky mají stejnou „výpočetní schopnost“, tedy alespoň v teorii? U bakterie bude ale asi problém vytvořit systém s více kroky, podmínkami, nicméně vedle sebe lze použít více různých bakterií apod.).

Nový výzkum spojuje kyslík s technologickou civilizací

Kyslík v atmosféře nemusí být spojen jen s životem složitým životem nebo vznikem inteligence. Adam …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close