Επιστήμονες σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν βακτήρια για τη διάγνωση του καρκίνου

Ειδικά τροποποιημένα βακτήρια θα είναι σε θέση να συλλαμβάνουν μεταλλαγμένο DNA στην ανθρώπινη εντερική κοιλότητα, κάτι που θα βοηθήσει περαιτέρω στην έγκαιρη διάγνωση του καρκίνου.

Είναι γνωστό ότι οποιαδήποτε ασθένεια είναι καλύτερη και ευκολότερη στη θεραπεία εάν διαγνωστεί έγκαιρα. Η έγκαιρη ανίχνευση ογκολογικών παθήσεων είναι το πρωταρχικό καθήκον των ιατρών, επειδή, σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, οι κακοήθεις όγκοι στις περισσότερες περιπτώσεις ανιχνεύονται σε μεταγενέστερα στάδια ανάπτυξης, όταν αρχίζουν να εμφανίζουν σαφή κλινικά σημάδια.

Όταν υπάρχει υποψία ογκοπαθολογίας, οι ασθενείς υποβάλλονται σε εξετάσεις για ογκοδείκτες - ειδικές πρωτεΐνες/αντιγόνα που σχηματίζονται στο αίμα. Είναι τυπικοί για ορισμένους τύπους κακοήθων δομών και εμφανίζονται καθώς τα καρκινικά κύτταρα αυξάνονται σε αριθμό. Ωστόσο, η ανίχνευση ογκοδεικτών δεν είναι η πιο ακριβής μέθοδος διάγνωσης, επειδή ακόμη και φυσιολογικά, αυτές οι πρωτεΐνες και τα πεπτίδια εκκρίνονται από τα κύτταρα σε μικρές ποσότητες, εκτελώντας μια ποικιλία λειτουργιών στο σώμα. Η μέθοδος ανίχνευσης DNA από άτυπα κύτταρα μπορεί να γίνει πιο κατατοπιστική - μπορούν να ανιχνευθούν πολύ νωρίτερα. Μια τέτοια μέθοδος βρίσκεται ακόμη υπό ανάπτυξη και το DNA μπορεί να αναζητηθεί όχι μόνο στην κυκλοφορία του αίματος, αλλά και στα ούρα και το έντερο.

Ειδικοί από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια και το Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας έχουν προτείνει την ανίχνευση κακοήθους DNA χρησιμοποιώντας βακτήρια. Πολλά μικρόβια έχουν την ικανότητα να συλλαμβάνουν DNA και στη συνέχεια να το ενσωματώνουν στο δικό τους γονιδίωμα. Συλλαμβάνουν κυρίως μικροβιακό DNA, αλλά μπορούν επίσης να δώσουν προσοχή σε άλλα κυκλοφορούντα παρόμοια μόρια.

Το DNA των κακοήθων δομών διακρίνεται από τα άλλα από την παρουσία μεταλλάξεων. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το Acinetobacter baylyi, τροποποιώντας το με τέτοιο τρόπο ώστε να ενσωματώνει στο δικό του γονιδίωμα τμήματα του DNA κάποιου άλλου, το οποίο περιέχει τη μετάλλαξη KRAS. Πρόκειται για ένα από τα πιο γνωστά ογκογονίδια. Με μια μετάλλαξη στο KRAS ξεκινούν οι περισσότεροι τύποι κακοήθων διεργασιών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου του παχέος εντέρου. Η χρήση τροποποιήσεων κατέστησε δυνατό να διασφαλιστεί ότι τα βακτήρια ενσωματώνουν στο γονιδίωμά τους μόνο DNA με μεταλλαγμένο KRAS και δεν έρχονται σε επαφή με DNA με φυσιολογικό KRAS.

Κατά την ενσωμάτωση μεταλλαγμένου DNA στο βακτήριο, ενεργοποιείται το γονίδιο για την αντοχή στο αντιβακτηριακό φάρμακο Καναμυκίνη. Για τη διάγνωση, αρκεί η σπορά μικροβίων από κοπρανώδεις μάζες σε θρεπτικό μέσο με αντιβιοτικό. Εάν δεν υπάρχει ανάπτυξη και πολλαπλασιασμός μικροβίων, αυτό σημαίνει ότι η αντοχή που έχουν δεν έχει ενεργοποιηθεί - δηλαδή, το μεταλλαγμένο ογκογονίδιο σε αυτά απουσιάζει. Εάν έχει συμβεί ανάπτυξη, αυτό σημαίνει ότι υπήρχαν κύτταρα με μεταλλαγμένο KRAS στο έντερο.

Οι ειδικοί ανέλυσαν τη δράση των «διαγνωστικών» βακτηρίων σε οργανισμούς τρωκτικών. Σε όλες τις περιπτώσεις, τα μικρόβια εντόπισαν σωστά την αρχή της κακοήθους διαδικασίας. Χάρη σε αυτή τη μέθοδο, είναι δυνατή η ανίχνευση όγκων σε πρώιμο στάδιο της ανάπτυξής τους, ειδικά εάν υπάρχει προδιάθεση για ογκοπαθολογίες. Για παράδειγμα, μια τέτοια διάγνωση θα είναι χρήσιμη εάν ένα άτομο έχει ήδη καλοήθεις πολυποδιάσεις που μπορούν να κακοηθήσουν. Ωστόσο, υπάρχει ένα μειονέκτημα: δεν μπορούν να στοχευθούν όλα τα όργανα με τροποποιημένα μικρόβια.

Περισσότερες πληροφορίες είναι διαθέσιμες στο science.org