Diagnos i urin Artificiella bakterier upptäcker cancer

Forskare utvecklar bakterier för att identifiera biomarkörer av sjukdom
Bakterier kan hjälpa till att diagnostisera cancer och andra sjukdomar i framtiden. Eftersom forskare lyckades med den artificiella produktionen av bakterier som kan upptäcka typiska biomarkörer av sjukdomar som diabetes. Om "Bactosensoren" rapporterar forskarna i tidskriften "Science Translational Medicine".

Bakterier upptäcker biomarkörer av sjukdomar
Ett franskt forskargrupp integrerade genetiskt modifierade Escherichia coli-bakterier i ett tekniskt system så att signaler kan identifieras som kan läsas av diagnostisk utrustning. För detta har bakterierna varit inbäddade i hydrogelkulor, som forskarna rapporterar till Alexis Courbet från Sys2Diag-nätverket av den franska forskningsorganisationen CNRS och företaget Alcediag.

Artificiella bakterier känner igen cancer. (Bild: Klaus Eppele / fotolia)

Bakterierna fungerade mycket bra hos diabetespatienter med förhöjda glukosnivåer i urinprovet. Så utlöstes en färgförändring av provet, vilket berodde på ett rött fluorescerande protein. Bactosensorerna är enligt forskarna lika pålitliga som konventionella testremsor. Tillvägagångssättet kan också vara användbart för att identifiera typiska biomarkörer av andra sjukdomar. Men för närvarande är processens varaktighet ofördelaktig jämfört med andra diagnostiska förfaranden, eftersom det tar 18 timmar tills en signal är mätbar, skriv Courbet och hans lag.

"Biosensorer är ett stort forskningsområde där mycket pengar investeras", rapporterar Torsten Waldminghaus från Centrum för Syntetisk Mikrobiologi vid Marburg Universitet i en intervju med nyhetsbyrån "dpa". Resultaten av franska forskargruppen kunde ses som ett test av metoden. "Det är inte imponerande jämfört med konventionella metoder." Enligt Waldminghaus är en avgörande fördel med biosensorer att de är mycket känsliga. Detta är svårt att konstruera medan bakteriernas produktion är lätt. "De multiplicerar sig". Detta minskar kostnaderna och möjliggör storskalig verksamhet, såsom upptäckt av sprängämnen på minfält.

Urinprov är tillräckliga bakterier för att detektera cancer
Amerikanska forskare som leddes av Tal Danino från Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge lyckades producera artificiella bakterier för att detektera levermetastaser med ett urinprov. Metastaser i levern, som beror på tumörer i andra organ, har en bra prognos, förutsatt att de detekteras tidigt. Tyvärr, i praktiken, diagnostiseras de ofta sent, eftersom bilddiagnostiska metoder ofta gör det möjligt att upptäcka metastaser endast i ett avancerat stadium.

Det finns åtgärder, som lokal kirurgi eller lokal ablation, som läkare kan utföra om sjukdomsutbredningen är begränsad till levern. Eftersom levern kan regenerera är dessa ingrepp acceptabla. Nya data visar att dessa patienter har en högre överlevnadsfrekvens, varför det finns ett särskilt behov av att diagnostisera metastaser i levern så tidigt som möjligt, förklarar Sangeeta Bhatia of MIT. Om metastasen är mycket stor kan det hända att en operation inte är möjlig eller användbar.

Probiotiska bakterier kan identifiera tumörer
MIT-forskarna använde också en E. coli-stam som en källa bakterie. De valde probiotiska E. coli Nissle 1917. Detta var genetiskt konstruerat för att producera enzymet beta-galaktosidas, vilket klyvde en tillsatt substans till ljusemitterande molekyler. Dessa upptäcktes lätt i urinprover. Dessutom visste forskarna att vissa typer av bakterier föredrar att föröka sig i cancer tumörer, eftersom de ger mat och skydd mot immunsystemet.

I experiment med möss som åt artificiellt modifierade E. coli-bakterier med deras mat upptäcktes det att bakterierna passerade genom tarmväggen och koloniserade befintliga tumörer i levern. Andra organ eller hälsosam levervävnad förblev emellertid fri från de förändrade probiotika. I levermetastaser släppte bakterierna sedan enzymet som klyvade den injicerade substansen. Som förväntat bildades en ljusemitterande molekyl som kunde detekteras i urinprovet genom röd färgning.

Som forskarna rapporterade hade bakterierna också visat sig vara mycket tillförlitliga vid ytterligare testning för metastaser från tumörer i tarmen, lungan, äggstockarna eller bukspottkörteln. Inga allvarliga biverkningar av E. coli-infektion observerades under året efter bakterieanvändningen i mössen. (Ag)