التشخيص في البول: تتعرف البكتيريا الاصطناعية على السرطان

يعمل الباحثون على تطوير البكتيريا لتحديد المؤشرات الحيوية للمرض
يمكن أن تساعد البكتيريا في تشخيص السرطان والأمراض الأخرى في المستقبل. نجح العلماء في إنتاج بكتيريا بشكل مصطنع يمكنها اكتشاف المؤشرات الحيوية النموذجية لأمراض مثل مرض السكري. كتب الباحثون عن "Bactosensors" في مجلة "Science Translational Medicine".

'

تتعقب البكتيريا المؤشرات الحيوية للمرض
قام فريق بحث فرنسي بدمج بكتيريا Escherichia coli المعدلة وراثيًا في نظام تقني بحيث يمكن التعرف على الإشارات التي يمكن قراءتها أيضًا على أجهزة التشخيص. لهذا الغرض ، تم دمج البكتيريا في حبيبات هيدروجيل ، كما أفاد الباحثون بقيادة Alexis Courbet من شبكة Sys2Diag التابعة لمنظمة الأبحاث الفرنسية CNRS وشركة Alcediag.

تتعرف البكتيريا الاصطناعية على السرطان. (الصورة: كلاوس إيبيلي / فوتوليا)

كان من الممكن أن تعمل البكتيريا بشكل جيد للغاية ، من بين أمور أخرى ، في مرضى السكري الذين يعانون من ارتفاع مستويات الجلوكوز في عينة البول. لذلك تسببوا في تغيير لون العينة ، والذي كان بسبب بروتين الفلورسنت الأحمر. وفقًا للباحثين ، فإن مستشعرات Bactosensors موثوقة مثل عصي الاختبار التقليدية. قد يكون النهج مناسبًا أيضًا للكشف عن المؤشرات الحيوية النموذجية لأمراض أخرى. ومع ذلك ، فإن مدة العملية حاليًا تعتبر عيبًا مقارنة بطرق التشخيص الأخرى ، حيث تستغرق 18 ساعة قبل أن يتم قياس الإشارة ، كما كتب كوربيه وفريقه.

يقول تورستن فالدينمينغهاوس من مركز الأحياء الدقيقة الاصطناعية في جامعة ماربورغ في مقابلة مع وكالة الأنباء "دي بي إيه" إن "المستشعرات الحيوية هي مجال بحثي كبير يتم استثمار الكثير فيه". يمكن اعتبار نتائج فريق البحث الفرنسي بمثابة اختبار للطريقة. "إنها ليست مثيرة للإعجاب حقًا مقارنة بالطرق التقليدية." وفقًا لـ Waldminghaus ، فإن الميزة الحاسمة لأجهزة الاستشعار الحيوية هي أنها حساسة للغاية. هذا صعب البناء ، في حين أن إنتاج البكتيريا سهل. "أنت تتكاثر بنفسك". هذا يقلل من التكاليف ويسمح بعمليات واسعة النطاق ، مثل الكشف عن المتفجرات في حقول الألغام.

عينة البول كافية من البكتيريا للكشف عن السرطان
نجح باحثون أمريكيون يعملون مع Tal Danino من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في كامبريدج في إنتاج بكتيريا اصطناعية للكشف عن النقائل الكبدية باستخدام عينة بول. إن النقائل في الكبد التي يمكن إرجاعها إلى أورام في أعضاء أخرى لها تشخيص جيد إذا تم اكتشافها مبكرًا. لسوء الحظ ، غالبًا ما يتم تشخيصها في وقت متأخر من الممارسة لأن طرق التصوير التشخيصي غالبًا ما تسمح فقط باكتشاف النقائل في مرحلة متقدمة.

هناك إجراءات ، مثل الجراحة الموضعية أو الاستئصال الموضعي ، يمكن للأطباء إجراؤها عندما يقتصر انتشار المرض على الكبد. لأن الكبد قادر على التجدد ، فإن هذه التدخلات مقبولة. تظهر البيانات الجديدة أن هؤلاء المرضى لديهم معدل بقاء أعلى ، وهذا هو سبب وجود حاجة خاصة لتشخيص النقائل في الكبد في أقرب وقت ممكن ، "تشرح سانجيتا بهاتيا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. إذا كانت النقائل كبيرة جدًا ، فقد لا تكون الجراحة ممكنة أو مفيدة.

يمكن لبكتيريا البروبيوتيك تحديد الأورام
استخدم باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أيضًا سلالة الإشريكية القولونية باعتبارها بكتيريا البداية. قرروا اختيار بروبيوتيك E. coli Nissle 1917. تم تعديل هذا وراثيا بحيث ينتج إنزيم بيتا غالاكتوزيداز ، الذي يقسم مادة مضافة إلى جزيئات انبعاث للضوء. يمكن بسهولة اكتشاف هذا في عينات البول. كما علم الباحثون أن بعض أنواع البكتيريا تفضل التكاثر في القرحات السرطانية ، حيث توفر لها الغذاء والحماية من الجهاز المناعي.

في التجارب التي أجريت على الفئران التي أكلت بكتيريا الإشريكية القولونية المعدلة صناعياً مع طعامها ، تبين أن البكتيريا مرت بجدار الأمعاء واستعمرت الأورام الموجودة في الكبد. من ناحية أخرى ، ظلت الأعضاء الأخرى أو أنسجة الكبد السليمة خالية من البروبيوتيك المعدل. في النقائل الكبدية ، تطلق البكتيريا الإنزيم الذي شق المادة المحقونة. على النحو المنشود ، تم إنشاء جزيء باعث للضوء يمكن اكتشافه في عينة البول عن طريق التحول إلى اللون الأحمر.

كما أفاد الباحثون ، تبين أيضًا أن البكتيريا موثوقة للغاية في مزيد من الاختبارات للكشف عن النقائل التي تسببها أورام الأمعاء أو الرئتين أو المبيض أو البنكرياس. لم يلاحظ أي آثار جانبية خطيرة لعدوى الإشريكية القولونية في الفئران في العام التالي للتطبيق البكتيري. (اي جي)

الكلمات:  إعلانية كلي الطب النباتات الطبية