Újabb lépést tettek előre nemrég a szintetikus biológia területén. A francia Nemzeti Tudományos Kutatóközpont társulva a Montpellier Regionális Egyetemi Kórházzal és a Stanford Egyetemmel, baktériumokat alakított át egyfajta "titkos ügynökökké". E speciális baktériumok figyelmeztetést adnak valamely betegségről, kizárólag a jelenlétére jellemző, vérben és vizeletben fellelhető molekulák alapján. Hogy végrehajthassák ezt a bravúrt, a kutatók egy számítógépes programmal egyenértékű változtatást végeztek el a baktériumok DNS-ében. Az így programozott baktériumok észlelik a rendellenes mennyiségű glükóz jelenlétét a vizeletben a diabéteszes betegek esetében. A kutatási beszámoló a Science Translational Medicine folyóiratban jelent meg, s az első lépést jelenti a programozható sejtek orvosi diagnosztikában való felhasználásának. A baktériumok elég rossz hírű társaság, és gyakran tekintjük őket az ellenségeinknek, ami nem meglepő, hiszen számos betegség, mint például a tuberkulózis vagy a kolera kórokozói. Ugyanakkor ők a szövetségeseink is! Növekvő számú tudományos kutatás tanúsága szerint a baktériumflóra, vagy bélflóra kulcsszerepet játszik a szervezet egészséges működésében. A biotechnológia módszereinek kialakulásával a kutatók módosított baktériumok felhasználásával termelnek terápiás gyógyszereket és antibiotikumokat. Ebben az új kutatásban pedig diagnosztikai eszközzé váltak. Az orvosi diagnosztikában kulcsfontosságú a korai felismerés. Az "in vitro" diagnózis egy adott betegségre jellemző molekuláknak a fiziológiás folyadékokban (például vér és a vizelet) való jelenlétének megállapításán alapul. A noninvazivitás és a könnyű használat miatt az in vitro diagnózis hatékony és közkedvelt. Azonban az in vitro vizsgálatok gyakran komplexek, és komplex technológiát igényelnek, amely gyakran csak kórházakban fellelhető. Ez az a pont, ahol a biológiai rendszerek a színre lépnek. Az élő sejtek valóságos „nano-gépek”, melyek képesek felismerni és feldolgozni sokféle jelet, és reagálnak is rájuk. Ők tehát nyilvánvalóan az új, hatékony diagnosztikai vizsgálatokban való fontos szerep eljátszásának első számú jelöltjei. Az a feladat, hogy megfelelően programozzuk őket, hogy sikeresen elvégezhessék a szükséges feladatokat. A genetikus programozás sarokköve a transzkriptor. Egy hasonlattal élve könnyen megérthetjük a szerepét. A tranzisztor a modern elektronikus rendszerek központi eleme. Úgy működik, mind egy kapcsoló és jelerősítő. Informatikai kombinálással, több tranzisztor felhasználásával lehetőség van "logikai kapuk" konstruálására. Ilyen elemekből épülnek fel a nap mint nap használt elektronikus eszközök, mint például az okos-telefonok. Jérőme Bonnet a Stanford Egyetemen posztdoktori ösztöndíja során találta fel a genetikai tranzisztort, a transzkriptort. Egy vagy több transzkriptor beillesztése a baktériumokba mikroszkopikus számítógépekké alakítja át őket. Az elektromos jelek helyébe a molekuláris jelek lépnek, melyek kölcsönhatnak a génexpresszióval. Így most már lehetséges, hogy genetikai "programokat" implantáljunk egyszerű élő sejtekbe, melyek így válaszolnak bizonyos molekula kombinációkra. A klinikai minták komplex környezetet képeznek, amelyben a nehéz észlelni a jeleket. A szerzők a transzkriptor erősítő képességét is felhasználták, hogy felismerjék a betegség markereket, akkor is, ha nagyon kis mennyiségben fordulnak elő. Azt is sikerült megoldani, hogy a tesztek eredményeit a bakteriális DNS-ben akár több hónapig tárolják. "Mi már szabványosítottuk a módszerünket, és igazoltuk a szintetikus bakteriális rendszerek érzékenységét klinikai mintákon. Kidolgoztunk egy gyors eljárást a baktériumok újraprogramozására is. lehetővé téve a rugalmas újra felhasználást" mondja Alexis Courbet, posztgraduális hallgató, és a cikk első szerzője. A koncepció bizonyításaként, a szerzők úgy csatlakoztatták a „genetikai tranzisztort” egy bakteriális rendszerhez, hogy az érzékennyé vált a glükózra, és kimutatta a kóros glükóz jelenlétet cukorbetegek vizeletében. "A munka középpontjában jelenleg a diagnosztika van. A jövőben a felfedezett technikát alkalmazni lehet majd olyan mikrobiológiai flóra kialakítására is, mely fontos szerepet játszhat különböző betegségek kezelésében, elsőként különösen bélrendszeri betegségek esetében.” Szemlézte: elitmed.hu, Kolin Péter Forrás: https://www.ehealthnews.eu/