Исследователи создали бактерии, способные обнаруживать ДНК опухоли
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего и их коллеги из Австралии создали бактерии, способные обнаруживать присутствие опухолевой ДНК в живом организме. Их инновация, которая позволила выявить рак в толстой кишке мышей, может открыть путь к новым биосенсорам для идентификации различных инфекций, рака и других заболеваний.
Исследование опубликовано в журнале Science.
Ранее бактерии уже создавались для выполнения диагностических и терапевтических функций, но не могли идентифицировать специфические последовательности ДНК и мутации вне клеток. Новая система CATCH ("Cellular Assay for Targeted CRISPR-discriminated Horizontal gene transfer") была разработана именно для этого.
Опухоли выделяют свою ДНК в окружающую среду. Стратегия CATCH заключается в использовании технологии CRISPR для создания бактерий, которые анализируют свободно плавающие последовательности ДНК на геномном уровне и сравнивают их с заданными раковыми последовательностями.
Исследователи сфокусировались на бактерии Acinetobacter baylyi, способной поглощать ДНК из окружающей среды (естественная компетенция). Они запрограммировали её с помощью системы CRISPR для распознавания ДНК гена KRAS, который мутирует при многих видах рака. Система настроена так, чтобы отличать мутантную версию гена от нормальной. Выживают и подают сигнал только те бактерии, которые поглотили мутантную форму KRAS, характерную, например, для предраковых полипов и рака.
Исследование основано на концепции горизонтального переноса генов. Ученым удалось применить эту идею для переноса генетического материала из клеток млекопитающих и человеческих опухолей в бактерии.
В экспериментах у мышей с опухолями вырастали зеленые бактериальные колонии, которые приобрели способность расти на антибиотических планшетах после поглощения опухолевой ДНК.
Сейчас ученые адаптируют свою стратегию бактериальных биосенсоров, создавая новые генетические схемы и используя разные типы бактерий для обнаружения и лечения человеческих раковых заболеваний и инфекций.
Хотя изобретение требует дальнейшей разработки и совершенствования, команда продолжает оптимизировать эту передовую стратегию биосенсоров.