Διεθνής ομάδα ερευνητών ευελπιστεί πως, με λίγες οδηγίες, ένα είδος βακτηρίου θα μπορούσε να αποκαλύψει κύτταρα καρκίνου του εντέρου όταν αυτός σχηματίζεται σε κυτταρικά και ζωικά μοντέλα της νόσου.
Παρόλο που η προσέγγιση απέχει ακόμη χρόνια από τις κλινικές δοκιμές, απαιτώντας περισσότερη έρευνα για να ελεγχθεί η αποτελεσματικότητα και η ασφάλειά της, η ιδέα της χρήσης τροποποιημένων βακτηρίων ως διαγνωστικών εργαλείων δεν είναι τόσο παράταιρη όσο νομίζετε.
Ο γαστρεντερικός μας σωλήνας είναι γεμάτος βακτήρια και οι επιστήμονες προσπαθούν να εκμεταλλευτούν τις φυσικές ικανότητες συγκεκριμένων στελεχών για να τα κάνουν να λειτουργούν ως προβιοτικοί αισθητήρες.
Αυτοί οι «βιοαισθητήρες» έχουν ήδη δώσει πολλές ελπίδες για την παρακολούθηση της υγείας του εντέρου και την ανίχνευση εντερικής αιμορραγίας, λοιμώξεων και όγκων του ήπατος -τουλάχιστον σε ποντίκια και χοίρους.
Σε αυτή τη νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Science μια ομάδα με επικεφαλής τον βιολόγο Robert Cooper από το Πανεπιστήμιο του Σαν Ντιέγκο στην Καλιφόρνια, κατασκεύασε βακτήρια για να ανιχνεύσει τμήματα DNA από κύτταρα καρκίνου του εντέρου -και συγκεκριμένα του παχέος εντέρου- που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο και ποντίκια που φιλοξενούν ορθοκολικούς όγκους.
«Αυτή η μελέτη δείχνει πως τα βακτήρια μπορούν να σχεδιαστούν για να ανιχνεύουν συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA για τη διάγνωση ασθενειών σε δυσπρόσιτα μέρη», λέει η βιοϊατρική επιστήμονας και συγγραφέας της μελέτης, Σούζαν Γουντς από το Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας στην Αυστραλία.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το Acinetobacter baylyi, ένα βακτήριο-«κλέφτη», γνωστό για την ικανότητά του να συλλέγει DNA από το περιβάλλον του. Συνήθως, το A. baylyi χρησιμοποιεί αυτή την ικανότητα αναζήτησης τροφής για να ενσωματώσει κομμάτια DNA στο δικό του γονιδίωμα που θα μπορούσαν να παρέχουν νέες γενετικές συνταγές για εύχρηστες πρωτεΐνες.
Αντ ‘αυτού, οι ερευνητές εξόπλισαν το A. baylyi με οδηγίες για να αναζητήσει συγκεκριμένες αλληλουχίες που φέρουν μεταλλάξεις που βρίσκονται συνήθως σε κύτταρα καρκίνου του εντέρου. Βρήκαν ότι το A. baylyi μπορεί να διακρίνει διαφορά μεταξύ μεταλλάξεων που προκαλούν καρκίνο και των αβλαβών γενετικών λαθών στο ελεύθερα αιωρούμενο DNA που αποβάλλεται από τα κύτταρα.
Όπως θα δείτε στο παρακάτω διάγραμμα, το σύστημα σχεδιάστηκε έτσι ώστε, εάν το A. baylyi βρει DNA όγκου, ενεργοποιεί ένα γονίδιο αντίστασης στα αντιβιοτικά ενσωματώνοντας το υλικό στο δικό του γονιδίωμα. Με την ενεργοποίησή του, το A. baylyi που εξάγεται από τα κόπρανα του ξενιστή, αναπτύσσεται σε πλάκες Agarρ που περιέχουν αντιβιοτικά –σημάδι ότι εντοπίστηκαν καρκινικά κύτταρα.
«Αυτό δείχνει ότι το σύστημά μας με τον βιοαισθητήρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύλληψη DNA του καρκίνου του εντέρου μέσα σε ένα περίπλοκο οικοσύστημα, λέει ο Δρ. Woods.
Προς το παρόν, ο βιοαισθητήρας έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει ορισμένες μεταλλάξεις KRAS, οι οποίες βρίσκονται στο 40% περίπου από τα περιστατικά καρκίνου του εντέρου, καθώς και στο ένα τρίτο των καρκίνων του πνεύμονα και στους περισσότερους καρκίνους του παγκρέατος.
Πριν από την πιθανή χρήση του σε ανθρώπους, οι ερευνητές θα πρέπει να δείξουν ότι το A. baylyi μπορεί να χορηγηθεί με ασφάλεια από το στόμα και να ανιχνεύσει με αξιοπιστία καρκινικά κύτταρα σε δείγματα κοπράνων.
Η ευαισθησία του συστήματος -το επίπεδο του ελεύθερα επιπλέοντος DNA όγκου που μπορεί το A. baylyi να ανιχνεύει με συνέπεια- θα καθορίσει πόσο χρήσιμο είναι στην κλινική πρακτική και αν θα μπορούσε να επιτρέψει την έγκαιρη ανίχνευση του καρκίνου του εντέρου, όπως ελπίζουν οι ερευνητές.
Οι επιστήμονες θα πρέπει επίσης να διερευνήσουν πώς ο βιοαισθητήρας A. baylyi συγκρίνεται με άλλες, πιο επεμβατικές μεθόδους για την ανίχνευση καρκινικών βλαβών, όπως η κολονοσκόπηση, η οποία λαμβάνει απευθείας δείγματα ύποπτων κυττάρων.