Forskare planerar att använda bakterier för att diagnostisera cancer

Speciella modifierade bakterier kommer att kunna fånga muterat DNA i den mänskliga tarmhålan, vilket ytterligare kommer att bidra till tidig cancerdiagnos.

Det är känt att alla sjukdomar är bättre och lättare att behandla om de diagnostiseras i tid. Tidig upptäckt av onkologiska sjukdomar är den primära uppgiften för medicinska specialister, eftersom maligna tumörer enligt statistik i de flesta fall upptäcks i sena utvecklingsstadier, när de börjar visa tydliga kliniska tecken.

Vid misstanke om onkopatologi testas patienter för onkomarkörer – speciella proteiner/antigener som bildas i blodet. De är typiska för vissa typer av maligna strukturer och uppträder när cancercellerna ökar i antal. Detektion av onkomarkörer är dock inte den mest exakta diagnosmetoden, eftersom även normalt utsöndras dessa proteiner och peptider av celler i små mängder och utför en mängd olika funktioner i kroppen. Metoden för att detektera DNA från atypiska celler kan bli mer informativ – de kan detekteras mycket tidigare. En sådan metod är fortfarande under utveckling, och DNA kan sökas inte bara i blodomloppet utan även i urin och tarm.

Specialister från University of California och University of Adelaide har föreslagit att man kan upptäcka malignt DNA med hjälp av bakterier. Många mikrober har förmågan att fånga DNA och sedan införliva det i sitt eget genom. De plockar upp huvudsakligen mikrobiellt DNA, men kan också uppmärksamma andra cirkulerande liknande molekyler.

DNA i maligna strukturer skiljer sig från andra genom förekomsten av mutationer. Forskare använde Acinetobacter baylyi och ändrade det på ett sådant sätt att det bäddar in delar av någon annans DNA i sitt eget genom, vilka innehåller KRAS-mutationen. Detta är ungefär en av de mest kända onkogenerna. Det är med en mutation i KRAS som de flesta typer av maligna processer, inklusive tjocktarmscancer, startar. Användningen av modifieringar gjorde det möjligt att säkerställa att bakterierna endast bäddar in DNA med mutant KRAS i sitt eget genom, och inte vidrör DNA med normalt KRAS.

Under införandet av mutant DNA i bakterien aktiveras genen för resistens mot det antibakteriella läkemedlet kanamycin. För diagnos räcker det att så mikrober från avföring på ett näringsmedium med antibiotika. Om det inte sker någon tillväxt och förökning av mikrober betyder det att resistensen de inte har aktiverat - det vill säga att den muterade onkogenen saknas i dem. Om tillväxt har inträffat betyder det att det fanns celler med muterad KRAS i tarmen.

Specialister analyserade funktionen hos "diagnostiska" bakterier i gnagarorganismer. I samtliga fall identifierade mikroberna korrekt början på den maligna processen. Tack vare denna metod är det möjligt att upptäcka tumörer i ett tidigt skede av deras utveckling, särskilt om det finns en predisposition för onkopatologier. Till exempel kommer en sådan diagnos att vara användbar om en person redan har godartade polyposutväxter som kan malignisera. Det finns dock en nackdel: inte alla organ kan riktas in med modifierade mikrober.

Mer information finns på science.org