Cercetătorii creează bacterii care pot detecta ADN-ul tumorilor

Cristina Ghermanschi
21 august, 2023, 11:19
Vizualizări: 809
Oamenii de știință de la University of California San Diego și colegii lor din Australia au creat bacterii care pot detecta prezența ADN-ului tumoral într-un organism viu. Această realizare inovatoare este o perspectivă către dezvoltarea unor biosenzori revoluționari, având potențialul de a diagnostica diverse infecții, tipuri de cancer și alte afecțiuni medicale.
La data de 11 august 2023, Science relatează despre
un progres semnificativ. Până în acest moment, bacteriile au fost modificate în
diverse scopuri legate de diagnosticare și terapie, însă nu puteau să detecteze
în mod specific anumite secvențe de ADN sau mutații în afara propriilor celule.
Noul sistem denumit „Cellular Assay for Targeted CRISPR-discriminated
Horizontal gene transfer” sau „CATCH” a fost dezvoltat pentru a îndeplini exact
această funcție.
„Când am început acest proiect, acum patru ani, nici măcar nu
eram siguri că utilizarea bacteriilor ca senzor pentru ADN-ul mamiferelor este
posibilă. Detectarea cancerelor gastrointestinale și a leziunilor precanceroase
reprezintă o oportunitate clinică atractivă de a aplica această invenție” , a spus
Jeff Hasty, liderul echipei științifice, profesor la Școala de Științe
Biologice și la Școala de Inginerie Jacobs din cadrul UC San Diego.
Potrivit cercetătorilor, tumorile eliberează sau dispersează
ADN-ul lor în mediul înconjurător. Deși există numeroase tehnologii capabile să
analizeze ADN-ul purificat în laborator, acestea nu pot detecta ADN-ul în
locurile unde a fost eliberat. În cadrul abordării denumite CATCH (Cellular
Assay for Targeted CRISPR-discriminated Horizontal gene transfer), specialiștii
au manipulat bacteriile folosind tehnologia CRISPR pentru a examina secvențele
de ADN prezente în mod liber în genom și pentru a compara aceste eșantioane cu
secvențele specifice de cancer deja cunoscute.
„Multe bacterii pot prelua ADN din mediul lor, o abilitate cunoscută
sub numele de competență naturală”, a menționat Rob Cooper, coautorul primului
autor al studiului și om de știință la Institutul de Biologie Sintetică din
cadrul UC San Diego.
Hasty, Cooper și medicul australian Dan Worthley au lucrat
împreună pentru a explora conceptul de utilizare a competenței naturale în
contextul bacteriilor în relație cu cancerul colorectal, care reprezintă a
treia cauză principală de deces prin cancer în Statele Unite.
Acești cercetători au început să dezvolte ideea de a modifica
bacteriile deja existente în colon pentru a le transforma în biosenzori
inovativi. Scopul era de a integra acești biosenzori în interiorul intestinului
pentru a identifica ADN-ul eliberat de tumorile colorectale. Eforturile lor
s-au concentrat asupra bacteriei Acinetobacter baylyi, unde Cooper a
identificat componentele esențiale pentru preluarea ADN-ului și utilizarea tehnologiei
CRISPR pentru analiză.
„Știind că ADN-ul liber de celule poate fi mobilizat ca un semnal sau ca o intrare, ne-am propus să construim bacterii care să răspundă la ADN-ul tumoral în momentul și locul de detectare a bolii”, a spus Worthley, gastroenterolog și cercetător în domeniul cancerului la Colonoscopy Clinic din Brisbane, Australia.
Prin colaborarea lor cu cercetătoarele australiene Susan
Woods și Josephine Wright, oamenii de știință au dezvoltat, construit și supus
testelor bacteriile Acinetobacter baylyi pentru a acționa ca senzori capabili
să identifice secvențele ADN din gena KRAS. Această genă suferă mutații într-o
varietate de tipuri de cancer. Echipa a programat aceste bacterii folosind un
sistem CRISPR special proiectat pentru a distinge între copiile mutante și cele
normale (nemutante) ale genei KRAS. Astfel, doar bacteriile care au capturat
formele mutante ale genei KRAS, așa cum se găsesc în polipii precanceroși și
cancere, au supraviețuit pentru a transmite semnale sau a reacționa la prezența
bolii.
Noua cercetare se bazează pe idei anterioare legate de
transferul orizontal de gene, o metodă prin care organisme pot muta materialul
genetic între ele într-un mod distinct de moștenirea genetică tradițională de
la părinți la urmași. Deși transferul orizontal de gene este recunoscut mai
ales în contextul bacteriilor, cercetătorii au realizat cu succes o extindere a
acestui concept, aplicându-l de această dată de la tumori mamiferiene și celule
umane către bacterii.
„A fost incredibil când am văzut la microscop bacteriile care preluaseră ADN-ul tumoral. La șoarecii cu tumori au crescut colonii bacteriene verzi care au dobândit capacitatea de a se dezvolta pe plăci cu antibiotice”, a povestit Wright.
În prezent, cercetătorii își ajustează abordarea de utilizare
a biosenzorilor bacterieni prin implementarea de noi configurații și variate
tipuri de bacterii, cu scopul de a identifica și trata atât cancerele, cât și
infecțiile umane.
„Există un potențial vast în ceea ce privește modificarea
bacteriilor pentru a preveni cancerul colorectal, o afecțiune în care tumora
este înconjurată de o comunitate de bacterii care ar putea influența în mod
pozitiv sau negativ evoluția bolii.”, a explicat Woods.
Profesorul asociat Siddhartha Mukherjee de la Universitatea
Columbia, care nu a fost implicat în acest studiu, a indicat că, în viitor, „bolile
vor fi tratate și prevenite cu ajutorul celulelor, nu cu ajutorul pastilelor”.
„O bacterie vie care poate detecta ADN-ul în intestin este o
oportunitate extraordinară de a acționa ca o santinelă pentru a căuta și
distruge cancerele gastro-intestinale, precum și multe alte tipuri de cancer",
a adăugat profesorul.
Hasty, care este asociat cu Departamentul de Biologie
Moleculară al UC San Diego, precum și cu Departamentul de Bioinginerie Shu
Chien-Gene Lay și Institutul de Biologie Sintetică, a indicat că, deși această
nouă inovație necesită etape suplimentare de dezvoltare și rafinare, echipa de
biologie sintetică de la UC San Diego continuă să lucreze pentru a optimiza
strategia avansată a acestui biosenzor.
„Există un viitor în care nimeni nu trebuie să moară din
cauza cancerului colorectal. Sperăm că această lucrare va fi utilă pentru
bioingineri, oameni de știință și, în viitor, pentru clinicieni, în urmărirea
acestui obiectiv”, crede Worthley.
Preluarea articolelor de pe www.sanatateinfo.md se realizează în limita maximă de 1.000 de semne. Este obligatoriu să fie citată sursa și autorul informației, iar dacă informația este preluată de către alte platforme informaționale on-line trebuie indicat link-ul direct la sursă. Preluarea integrală a informației poate fi realizată doar în baza unui acord încheiat cu Redacția Sănătate INFO. Toate materialele jurnalistice publicate pe platforma on-line www.sanatateinfo.md sunt protejate de Legea 139 privind drepturile de autor și drepturile conexe. De asemenea, de Codul Deontologic al Jurnalistului din Republica Moldova. Pe lângă actele juridice care ne protejează drepturile, mai există o lege nescrisă – cea a bunului simț.
Publicate în aceeași zi

30 noiembrie, 2019, 20:23
30 noiembrie, 2016, 18:24
30 noiembrie, 2016, 14:45

30 noiembrie, 2018, 19:14

30 noiembrie, 2022, 22:13
30 noiembrie, 2016, 14:02
Cele mai citite
Povestea unei moldovence care a plecat în America să câștige ...
04 octombrie, 2023, 17:01
„Mamă, eu am cancer”. Povestea unei tinere din Moldova, care ...
13 iunie, 2023, 16:31
EDITORIAL VIDEO. Mita în spitale: dacă este mulțumire, de ce ...
25 octombrie, 2023, 11:22
S-a stins din viață Constantin Spînu, profesor universitar, ...
16 octombrie, 2023, 11:04
„Ce am văzut m-a șocat. Era exact imaginea băiatului meu”. ...
01 septembrie, 2023, 16:18
Vox Populi
Cât timp așteptați o consultație la un medic specialist?
O zi4,73 %