Где бы ни таился рак в кишечнике человека, однажды его сможет обнаружить специально созданный микроб.
На это надеется международная группа исследователей, показавшая, как с помощью нескольких инструкций один вид бактерий может выявлять рак кишечника в процессе его формирования на клеточных и животных моделях этого заболевания.
Несмотря на то, что до клинических испытаний этого подхода еще много лет, и требуются дополнительные исследования для проверки его эффективности и безопасности, идея использования модифицированных микробов в качестве диагностических инструментов не так уж и далека от реальности, как может показаться.
Наш желудочно-кишечный тракт выстлан бактериями, и ученые пытаются использовать природные способности определенных штаммов, чтобы заставить их работать в качестве пробиотических сенсоров. Такие "биосенсоры" уже показали свою эффективность в мониторинге состояния кишечника и обнаружении кишечных кровотечений, инфекций и опухолей печени - по крайней мере, на мышах и свиньях.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, группа специалистов под руководством биолога Роберта Купера из Калифорнийского университета в Сан-Диего сконструировала бактерии для обнаружения фрагментов ДНК, выделяемых из выращенных в лаборатории клеток колоректального рака и мышей с колоректальными опухолями.
"Это исследование демонстрирует, как бактерии могут быть созданы для обнаружения специфических последовательностей ДНК с целью диагностики заболеваний в труднодоступных местах", - говорит биомедик и автор исследования Сьюзан Вудс из Университета Аделаиды в Австралии.
Ученые взяли на вооружение Acinetobacter baylyi - бактериального “вора”, известного своей способностью забирать ДНК из окружающей среды.
Обычно A. baylyi использует эту способность (так называемую естественную компетентность) для включения в свой геном фрагментов ДНК, которые могут стать новыми генетическими рецептами для создания полезных белков.
Исследователи снабдили A. baylyi инструкциями по поиску специфических последовательностей, несущих мутации, которые часто встречаются в колоректальном раке. Они обнаружили, что A. baylyi может различать однобазовую разницу между мутациями, вызывающими рак, и безвредными генетическими ошибками в свободно плавающей ДНК, выводимой из клеток.
Программируемая система была разработана таким образом, что если A. baylyi обнаружит опухолевую ДНК, то включение этого материала в собственный геном приведет к включению гена устойчивости к антибиотикам. При его активации A. baylyi, выделенный из фекалий хозяина, мог расти на агаровых пластинах с антибиотиками, что являлось сигналом обнаружения раковых клеток.
"Это показывает, что наша биосенсорная система может быть использована для улавливания ДНК колоректального рака в сложной экосистеме, - говорит Вудс.
Пока биосенсор предназначен для обнаружения определенных мутаций KRAS, которые встречаются примерно в 40% случаев колоректального рака, а также в трети случаев рака легкого и в большинстве случаев рака поджелудочной железы.
Прежде чем использовать этот датчик в организме человека, исследователи должны доказать, что A. baylyi можно безопасно вводить в организм перорально и надежно обнаруживать раковые клетки в образцах кала.
Чувствительность системы - уровень свободно плавающей опухолевой ДНК, которую A. baylyi может стабильно обнаруживать, - определит, насколько полезной она окажется в клинике и сможет ли она, как надеются исследователи, обеспечить раннее выявление рака кишечника.
Исследователям также необходимо изучить, насколько биосенсор A. baylyi сопоставим с другими, более инвазивными методами выявления раковых образований, такими как колоноскопия, при которой непосредственно берутся образцы подозрительных клеток.
ScienceAlert, Пер.: PSYCHOL-OK.RU
