Известно, что опухоли выделяют свою ДНК в окружающую их среду. Многие технологии позволяют анализировать очищенную ДНК в лабораторных условиях, однако, обнаружение и выделение опухолевой ДНК сопряжено с трудностями. С развитием технологий редактирования генома CRISPR, ученым удалось создать модифицированные бактерии, которые способны захватывать и анализировать свободно плавающие цепочки ДНК в кишечнике для выявления колоректального рака.
Исследование было выполнено командой ученых на базе Университета Калифорнии (University of California), результаты опубликованы в журнале Science.
Данная работа основана на предыдущих идеях, связанных с горизонтальным переносом генов, который используется организмами, в частности, бактериями, для перемещения генетического материала между собой, в отличие от традиционного генетического наследования от родителей к потомству. Ученым удалось применить данную концепцию с опухолевыми клетками млекопитающих, в данном исследовании - крыс.
Для исследования была выбрана обитающая в кишечнике бактерия Acinetobacter baylyi, для которой характерен феномен “натуральной трансформации” – способности захватывать цепочки ДНК из внешней среды и встраивать в свой геном с использованием горизонтального переноса. При помощи технологии CRISPR ученые модифицировали геном бактерии таким образом, что при захвате и встраивании в собственную ДНК протоонкогена KRAS, выделяемого клетками колоректального рака, бактерии приобретали резистентность к антибиотику канамицину. Последующий посев фекалий на антибиотики позволяет выявить бактерии, которые захватили ДНК опухоли.
.jpg)
По мнению ученых, у данной работы колоссальный потенциал, который в последующем позволит не только диагностировать, но и лечить многие заболевания с использованием бактерий.
В настоящее время исследователи адаптируют полученные результаты для создания бактериальных биосенсоров с использованием различных типов бактерий для обнаружения и лечения рака и инфекций у человека.
Материал подготовлен в рамках проекта «Медицина в точке бифуркации». Проект поддержан грантом Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий»
Источник: Robert M. Cooper et al. Engineered bacteria detect tumor DNA // Science. 2023
