Ciência: Bactérias criadas capazes de detectar DNA tumoral

Novas fronteiras no campo Sensores Avançado é alcançado por pesquisadoresUniversidade da Califórnia San Diego e seus colegas de Austrália: Criou uma bactéria capaz de detectar a presença de DNA tumoral em um organismo vivo.

E a descoberta, que descobriu o câncer em camundongos, pode abrir caminho para novas doenças Sensores É capaz de detectar várias infecções, tumores e outras doenças. Os resultados desta pesquisa são apresentados na revista ciênciasmarcou um importante passo à frente.

Eu estudo

No passado, as bactérias foram projetadas para realizar várias funções diagnósticas e terapêuticas, mas não tinham a capacidade de identificar sequências específicas de DNA e mutações fora das células. o novo “Ensaio citométrico para transferência de genes horizontal direcionada caracterizando CRISPRouPegarFoi criado especificamente para este fim.

“Quando iniciamos este projeto, há quatro anos, nem tínhamos certeza de que as bactérias poderiam ser usadas como sensores para o DNA de mamíferos”, disse o líder da equipe científica. Jeff Hastyprofessor da Escola de Ciências Biológicas da UC San Diego e a Escola de Engenharia Jacobs. “A detecção de tumores gastrointestinais e lesões pré-cancerosas é uma oportunidade clínica interessante para aplicar esta invenção.”

Os tumores são conhecidos por liberar seu DNA no ambiente circundante. Várias técnicas podem analisar o DNA purificado em laboratório, mas falham em detectar o DNA liberado no meio ambiente. Usando a estratégia CATCH, os pesquisadores projetaram as bactérias usando a tecnologia CRISPR para testar suas sequências de DNA circulantes no nível do genoma e comparar essas amostras com sequências de câncer previamente identificadas. Ele explicou que “muitas bactérias podem absorver DNA de seu ambiente, uma habilidade conhecida como competência natural”. Rob Cooperco-primeiro autor do estudo e cientista daInstituto de Biologia Sintética da UC San Diego.

cooperação

TanoeiroEm parceria com dr. Dan Worthley da Austráliasobre a ideia da competência natural das bactérias e do câncer de cólon, terceira causa de morte relacionada ao câncer no Estado unido. Eles começaram a formular a possibilidade de tornar as bactérias já presentes no cólon como novos biossensores que poderiam ser inseridos no intestino para detectar o DNA liberado pelos tumores do cólon.. Focar em Acinetobacter bayliibactérias nele Tanoeiro Identifique os elementos necessários para a captação de DNA e use com a tecnologia CRISPR.

“Sabendo que o DNA livre pode ser usado como um sinal ou inserção, nos propusemos a projetar bactérias que respondessem ao DNA do tumor no momento e no local da detecção da doença”, disse ele. dignamenteGastroenterologista e pesquisador de câncer Clínica de Colonoscopia Brisbaneem Austrália. Em colaboração com colegas australianos Susan Woods E Josefina WrightOs pesquisadores os projetaram, construíram e testaram Acinetobacter baylii como um sensor para determinar ADN KRASÉ um gene que sofre mutação em muitos tipos de câncer. Eles programaram as bactérias com um sistema CRISPR Ele foi projetado para discriminar versões modificadas de Folheto De cópias normais (não extintas).

Isso significa que as bactérias que assumiram formas mutantes de KRAS, como em pólipos e carcinomas, teriam sobrevivido para sinalizar ou responder à doença. Esta nova pesquisa se baseia em ideias anteriores sobre a transferência horizontal de genes, uma técnica que os organismos usam para transferir material genético entre si de uma forma diferente da herança genética tradicional de pais para filhos. Embora a transferência horizontal de genes seja amplamente conhecida entre as bactérias, os pesquisadores alcançaram seu objetivo de aplicar esse conceito de tumores de mamíferos e células humanas a bactérias.

Satisfação

«Foi incrível quando vi bactérias que comeram o DNA do tumor sob um microscópio. Ratos com tumores desenvolveram colônias bacterianas verdes que ganharam a capacidade de crescer em placas de antibióticos” Ele disse Eu vi. Os pesquisadores agora estão adaptando sua estratégia de biosensoriamento bacteriano a novos circuitos e diferentes tipos de bactérias para detectar e tratar cânceres e infecções humanas.

“Existe um grande potencial na criação de bactérias para prevenir o câncer de cólon, um tumor que é inundado por bactérias que podem ajudar ou atrapalhar seu desenvolvimento”, disse ele. a floresta. Prof associado Siddhartha Mukherjee da Universidade de Columbiaque não participou do estudo, indicou que no futuro «As doenças são tratadas e prevenidas com células, não com comprimidos. Bactérias vivas que podem detectar DNA no intestino são uma grande oportunidade para atuar como sentinela para detectar e destruir tumores gastrointestinais e muitos outros tipos de câncer.Embora esta nova invenção exija mais desenvolvimento e refinamento, a equipe de biologia sintética daUniversidade da Califórnia San Diego Continuar a melhorar a estratégia de análise biológica avançada, disse ele apressadoafiliado à Departamento de Biologia Molecular, Shu Chien-Gene Lay Departamento de Bioengenharia e Instituto de Biologia Sintética da UC San Diego.