Модифікована бактерія навчилася виявляти рак кишківника

Штам нехвороботворної бактерії модифікували, щоб використовувати як сенсор колоректального раку. Для цього вчені переналаштували природну здатність бактерії захоплювати ДНК з навколишнього середовища, щоб вона підбирала ДНК ракових клітин за їхньої присутності у кишківнику. Вона може допомогти у діагностиці раку, доповнивши наявні діагностичні методи, як-от неприємну для пацієнтів колоноскопію. Стаття опублікована у журналі Science.

Художня ілюстрація бактерії, що захоплює ДНК ракової клітини. Robert M. Cooper et al. / Science, 2023

Художня ілюстрація бактерії, що захоплює ДНК ракової клітини. Robert M. Cooper et al. / Science, 2023

Як бактерія може виявляти рак?

Бактерія Acinetobacter baylyi, що на неї звернули увагу вчені Каліфорнійського університету та Дослідницького інституту здоров'я й медицини у Південній Австралії з колегами, є зазвичай непатогенною бактерією, що іноді може природно жити у кишківнику. Вона опинилася у фокусі науковців через вміння підбирати з довкілля фрагменти ДНК та вбудовувати їх у свій геном. Вчені подумали, що завдяки цьому вона може слугувати детектором раку в організмі, вказуючи на хворобу при захопленні ракової ДНК, яка вивільняється зі злоякісних клітин. У такому разі бактерію можна було б вводити у кишківник пацієнтів, а відтак аналізувати зразки калу для виявлення мікробів з раковими генами.

Яка модифікація дозволила зробити з бактерій сенсорів раку?

Науковці використали технологію редагування геному CRISPR, щоб змусити бактерію захоплювати ген KRAS із мутацією, яка відповідальна за третину випадків колоректального раку. Водночас дослідники додали до ДНК мікроба послідовність стійкості до антибіотика, яка активується лише при вбудовуванні у геном мутованого, ракового гена.

Після введення бактерій у кишківник і подальшого відбору їх для аналізу зразки піддають стандартному лабораторному вивченню на стійкість до антибіотика: якщо мікроби під його впливом загинули — це означає, що вони не захопили ракової ДНК, а якщо вижили — значить, підхопили ген раку і це вимагає ретельнішого обстеження пацієнта.

Перші випробування вчені успішно провели на лабораторних мишах, яким ввели розчин модифікованих бактерій у вигляді клізми. Утім, дослідники наголошують на потребі вдосконалення технології, перш ніж вона буде готова до випробувань на людях. Зокрема, вони хочуть добитися використання бактерій у формі пігулки, для чого їх слід зробити стійкими до несприятливих умов шлунково-кишкового тракту. Також потрібно порівняти ефективність діагностування раку бактеріями у порівнянні з уже наявними методами, зокрема колоноскопією.


👋 Підпишіться на наш телеграм-канал чи інстаграм та не пропускайте найцікавіше зі світу науки!