Микробы-лаборанты

Бактерий научили ставить диагноз

Полит.ру по материалам AAAS News: Engineered bacteria detect cancer and diabetes in urine

Две группы биологов на этой неделе получили генетически модифицированных бактерий, которые стали способны определять наличие рака у мышей и диабета у людей.

Сангита Бхатия (Sangeeta Bhatia) из Массачусетского технологического института и ее коллеги ранее разрабатывали метод обнаружения рака при помощи наночастиц. При наличии опухоли наночастицы выделяли пептиды, которые потом можно было обнаружить в моче больного. Однако, как признали ученые, пептидный след оказывался слишком слабым, чтобы служить четким показателем заболевания. Тогда они решили прибегнуть к помощи бактерий. Для этого группа из МТИ объединилась с коллективом биоинженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего во главе с Джефом Хасти (Jeff Hasty). Они рассчитывали, на склонность бактерий проникать именно в опухоли, так как быстро растущая ткань опухоли богато снабжается питательными веществами.

Исследователи использовали бактерий Escherichia coli, геном которых был модифицирован таким образом, чтобы при встрече с опухолью печени у бактерий начинал работать ген LacZ, производящий определенный фермент. Затем мышам вводили вещества – предшественники люциферина, вызывающего люминесценцию. В присутствии фермента вещества превращались в люминесцентное соединение, которое потом выводилось из организма мыши с мочой, придавая ей красный цвет. Как отмечают Сангита Бхатия и ее соавторы в статье, опубликованной журналом Science Translational Medicine (Danino et al., Programmable probiotics for detection of cancer in urine), если другие методы борются за то, чтобы обнаруживать опухоли печени размером менее одного квадратного сантиметра, генетически модифицированные бактерии позволяют диагностировать опухоль размером в один квадратный миллиметр.

Другое исследование также было опубликовано в Science Translational Medicine (Courbet et al., Detection of pathological biomarkers in human clinical samples via amplifying genetic switches and logic gates). Группа под руководством биохимика Жерома Бонне (Jerome Bonnet) из Университета города Монпелье при помощи сходного приема научилась определять ключевой признак диабета, а именно повышенный уровень глюкозы в моче больного. Ученые изменили геном бактерий так, чтобы они продуцировали большое количество красного флуоресцентного белка, когда содержание глюкозы превышает определенный уровень. В этом случае кишечных палочек даже не нужно вводить в организм больных, их просто добавляют к образцам мочи. Данные метод не точнее, чем обычный способ измерения глюкозы. Но примененная стратеги может быть в дальнейшем использована для обнаружения других веществ в более сложных диагностических задачах.

Подробные популярные пересказы этих работ опубликованы на сайтах MIT (Diagnosing cancer with help from bacteria)
и Inserm (Intelligent bacteria for detecting disease) – ВМ.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
29.05.2015