Της Άννας-Νικολέτας Γρίβα,
Η Eπιστήμη δεν σταματά να εκπλήσσει ποτέ. Με τις συμβατικές τεχνικές διάγνωσης για ασθένειες, όπως ο καρκίνος, που μαστίζουν την ανθρωπότητα εδώ και χιλιετίες, να μην είναι ακόμη πλήρως αποτελεσματικές, οι επιστήμονες βάζουν τη φαντασία τους σε εφαρμογή, προσφέροντας στον κόσμο «θαύματα». Πρόσφατα (10/08/2023), δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science ένα από αυτά, μία μελέτη που αφορά την αξιοποίηση γενετικά τροποποιημένων βακτηρίων στη διάγνωση του καρκίνου. Πώς ακριβώς, όμως, μπορεί να γίνει αυτό;
Το καινοτόμο αυτό διαγνωστικό εργαλείο κατασκευάστηκε από επιστήμονες στο University of California SanDiego, σε συνεργασία με ομάδα από την Αυστραλία και έχει τη δυνατότητα να ανιχνεύσει την παρουσία DNA που προέρχεται από καρκινικό όγκο σε ζωντανούς οργανισμούς. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε ως μέθοδος διάγνωσης καρκίνου του παχέος εντέρου σε ποντίκια, αλλά δυνητικά θα μπορούσε να αξιοποιηθεί στην ανίχνευση και άλλων ειδών καρκίνου, καθώς και μολύνσεων και άλλων ασθενειών.
Βακτήρια έχουν χρησιμοποιηθεί και στο παρελθόν ως διαγνωστικά, ή ακόμα και ως θεραπευτικά εργαλεία, όμως, δεν διέθεταν την ικανότητα να αναγνωρίζουν συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA και μεταλλάξεις έξω από τα κύτταρα. Προκειμένου να εκτελέσουν τη λειτουργία αυτή, χρησιμοποιήθηκε η τεχνική “Cellular Assay forTargeted CRISPR-discriminated Horizontal gene transfer”, γνωστή και ως “CATCH”, η οποία βασίζεται στο σύστημα CRISPR για την επεξεργασία γονιδίων, που κόβει το DNA με ακρίβεια σε συγκεκριμένες περιοχές.
Πού βασίστηκε, όμως, η συγκεκριμένη μελέτη; Η απάντηση είναι απλή, αλλά εντυπωσιακή: Σε μια ιδιότητα που διαθέτουν πολλά βακτήρια, όπως και το Acinetobacter baylyi, το οποίο επεξεργάστηκαν γονιδιακά οι επιστημονικές ομάδες, που είναι γνωστή ως «φυσική επιδεκτικότητα». Με τη βοήθεια αυτής, μπορούν να προσλάβουν DNA από το περιβάλλον τους. Αυτό έδωσε τη δυνατότητα τους ερευνητές να κατασκευάσουν ένα βακτήριο-βιοαισθητήρα, με σκοπό την αναγνώριση DNA από το γονίδιο KRAS, το οποίο παρουσιάζει μεταλλαγές σε ασθενείς με διαφόρων ειδών καρκίνους.
Συγκεκριμένα, οι ερευνητές «προγραμμάτισαν» το βακτήριο με τη βοήθεια του συστήματος CRISPR, σχεδιασμένου να διακρίνει το μεταλλαγμένο από τα κανονικά (μη μεταλλαγμένα) αντίγραφα του KRAS. Αυτό σημαίνει πως μόνο τα βακτήρια που είχαν προσλάβει μεταλλαγμένες μορφές του KRAS, όπως αυτά που εντοπίζονται σε προκαρκινικούς πολύποδες και καρκινικούς όγκους, θα επιζούσαν, προκειμένου να δώσουν σήμα ή να ανταποκριθούν στην ασθένεια.
Σημαντικό είναι, τέλος, να αναφερθεί ότι για την επίτευξη του συγκεκριμένου έργου καθοριστικός παράγοντας ήταν μια ικανότητα των βακτηρίων, γνωστή ως οριζόντια μεταφορά γονιδίων, που τους επιτρέπει να ανταλλάσσουν μεταξύ τους γενετικό υλικό. Αυτή διαφοροποιείται από την κάθετη μεταφορά γονιδίων, τη γνωστή σε όλους κληρονομικότητα από γενεά σε γενεά.
Η ιδιοφυία της έρευνας βασίζεται, λοιπόν, στο γεγονός ότι μια τεχνική που υπό φυσιολογικές συνθήκες αφορά την ανταλλαγή DNA μεταξύ βακτηρίων, επέτρεψε τη μεταφορά του από όγκους θηλαστικών και ανθρώπινα κύτταρα σε βακτήρια. «Καθώς ξεκινήσαμε αυτό το έργο πριν από τέσσερα χρόνια, δεν ήμασταν καν σίγουροι αν ήταν δυνατή η χρήση βακτηρίων ως αισθητήρων για το DNA θηλαστικών», δήλωσε ο επικεφαλής της επιστημονικής ομάδας Jeff Hasty, καθηγητής στο UC San Diego School of Biological Sciences and Jacobs School of Engineering.
Όπως γίνεται, λοιπόν, κατανοητό, πρόκειται για μια ανακάλυψη εξαιρετικά σημαντική, καθώς, αλλάζοντας τον τρόπο σκέψης των ερευνητών, έχει αντίκτυπο όχι μόνο στη διάγνωση του συγκεκριμένου είδους καρκίνου, αλλά και στη διάγνωση και θεραπεία πληθώρας σοβαρών ασθενειών.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Researchers engineer bacteria that can detect tumor DNA, science daily. Διαθέσιμο εδώ
- Ερευνητές: Βακτήρια μπορούν να ανιχνεύσουν καρκίνο στο DNA, Health Pharma. Διαθέσιμο εδώ
