Кишечную бактерию превратили в биосенсор для выявления рака
Биологи из США и Австралии создали штамм кишечной бактерии Acinetobacter baylyi, способный поглощать человеческую ДНК и выявлять в ней мутации, связанные с раком прямой кишки. Это позволяет использовать микроба в качестве биосенсора для выявления опухолей.
Многие бактерии способны поглощать ДНК из окружающей среды, что помогает им заимствовать гены у других микробов и приспосабливаться к новым условиям. Ученые воспользовались этой способностью микробов для создания бактерии-биосенсора, которая использует геномный редактор CRISPR/Cas9 для выявления мутаций в гене KRAS, возникающих в клетках кишечника при развитии рака.
Эта “живая” система диагностики опухолей была разработана группой американских и австралийских молекулярных биологов под руководством Джеффа Хейсти, профессора UCSD. Основой для ее создания послужили кишечные бактерии вида Acinetobacter baylyi, способные поглощать обрывки ДНК из окружающей среды и встраивать их в свой собственный геном.
Исследователи обратили внимание на то, что раковые клетки выделяют в окружающее пространство большое число подобных фрагментов ДНК, часть которых должна попадать внутрь микробов. Руководствуясь этой идеей, ученые модифицировали геном Acinetobacter baylyi и встроенный в него геномный редактор CRISPR/Cas9 таким образом, что эти бактерии начинали светиться, если они поглощали нити человеческой ДНК, в которых присутствовали мутантные версии гена KRAS.
Работу этой системы диагностики рака исследователи сначала проверили на трехмерных культурах клеток, в чьем геноме присутствовали мутации в гене KRAS. После успешного завершения этих опытов ученые проследили за активностью бактерий в кишечнике мышей, в чье тело ввели культуры человеческих раковых клеток.
Последующие наблюдения показали, что микробы успешно обнаружили обрывки ДНК раковых клеток и “подсветили” полипы, сформировавшиеся в пищеварительной системе грызунов, что в перспективе значительно упростит выявление опухолей при проверках кишечника. Аналогичным образом можно выявлять другие формы опухолей, чьи клетки выбрасывают в окружающую среду обрывки ДНК.
По статистике Всемирного фонда изучения рака (WCRF), рак прямой и толстой кишки занимает второе и третье место соответственно по распространенности злокачественных опухолей среди мужчин и женщин. Как правило, каждый год его заполучает свыше 1,8 млн жителей планеты. Более половины носителей рака прямой и толстой кишки погибает в последующие пять лет после постановки диагноза, что особенно характерно для тех пациентов, у которых опухоль была выявлена на поздних стадиях развития.
Источник: nauka.tass.ru
