Eenvoudig urinemonster is genoeg Kunstmatige bacteriën herkennen kanker en diabetes

Wat klinkt als science fiction is de realiteit van vandaag. Wetenschappers zijn er in geslaagd om kunstmatige bacteriën te ontwerpen die in de toekomst zullen helpen bij het diagnosticeren van kanker of diabetes. "Bactosensoren kunnen de typische biomarkers voor het detecteren van kanker bestuderen", schrijven de onderzoekers in "Science Translational Medicine".

Bacteriën detecteren biomarkers van ziekten
Een Frans onderzoeksteam integreerde genetisch gemodificeerde Escherichia coli-bacteriën in een technisch systeem zodat signalen kunnen worden geïdentificeerd die kunnen worden gelezen door diagnostische apparatuur. Hiervoor werden de bacteriën ingebed in hydrogel kralen als de onderzoekers rapporteren aan Alexis Courbet van composietmaterialen Sys2Diag de Franse onderzoeksorganisatie CNRS en het bedrijf Alcediag.

Kunstmatige bacteriën helpen bij de diagnose van kanker met behulp van biomarkers. (Afbeelding: Andrea Damm / pixelio)

De bacteriën werkten heel goed bij diabetespatiënten met verhoogde glucosespiegels in het urinemonster. Dus veroorzaakten ze een kleurverandering van het monster, wat te wijten was aan een rood fluorescerend eiwit. De bactosensoren zijn volgens de onderzoekers even betrouwbaar als conventionele teststrips. De aanpak kan ook nuttig zijn voor het identificeren van typische biomarkers voor andere ziekten. Echter, op dit moment is de duur van het proces nadelig in vergelijking met andere diagnostische procedures, omdat het 18 uur duurt voordat een signaal meetbaar is, schrijf Courbet en zijn team.

"Biosensoren zijn een belangrijke gebied van onderzoek wordt geïnvesteerd in de partij", zegt Torsten Waldminghaus het Centre for Synthetic microbiologie aan de Universiteit van Marburg. De resultaten van het Franse onderzoeksteam kunnen worden beschouwd als een test van de methode. "Het is niet indrukwekkend indrukwekkend in vergelijking met conventionele methoden." Volgens Waldminghaus is een beslissend voordeel van biosensoren dat ze erg gevoelig zijn. Dit is moeilijk te construeren terwijl de productie van de bacteriën gemakkelijk is. "Ze vermenigvuldigen zichzelf." Dit vermindert de kosten en maakt grootschalige operaties mogelijk, zoals de detectie van explosieven op mijnenvelden.

Urinemonster is voldoende bacteriën om kanker te detecteren
Amerikaanse onderzoekers onder leiding van Tal Danino van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge slaagden erin kunstmatige bacteriën te produceren om levermetastasen te detecteren met behulp van een urinemonster. Metastasen in de lever, die het gevolg zijn van tumoren in andere organen, hebben een goede prognose, op voorwaarde dat ze vroeg worden gedetecteerd. Helaas worden ze in de praktijk vaak laat gediagnosticeerd omdat diagnostische beeldvormingsmethoden het vaak mogelijk maken om metastasen alleen in een vergevorderd stadium te detecteren.

Er zijn maatregelen, zoals lokale chirurgie of lokale ablatie, die artsen kunnen uitvoeren als de verspreiding van de ziekte beperkt is tot de lever. Omdat de lever in staat is om te regenereren, zijn deze interventies draaglijk. Nieuwe gegevens laten zien dat deze patiënten een hogere overlevingskans hebben, en daarom is er een specifieke behoefte om de uitzaaiingen in de lever zo vroeg mogelijk te diagnosticeren, "legt Sangeeta Bhatia van MIT uit. Als de metastase erg groot is, is een operatie mogelijk niet mogelijk of nuttig.

Probiotische bacteriën kunnen tumoren identificeren
De MIT-onderzoekers namen ook hun toevlucht tot een E. coli-stam als een bronbacterie. Ze besloten de probiotische E. coli Nissle 1917. Deze genetisch gemodificeerd zodat het enzym beta-galactosidase, dat een toegevoegde stof splitsen lichtemitterende moleculen geproduceerd. Deze werden gemakkelijk gedetecteerd in urinemonsters. Bovendien wisten de onderzoekers dat sommige soorten bacteriën zich liever vermenigvuldigen in kankertumoren, omdat ze voedsel en bescherming bieden tegen het immuunsysteem..

In experimenten met muizen die kunstmatig gemodificeerde E. coli-bacteriën aten met hun voedsel, bleek dat de bacteriën de darmwand passeerden en bestaande tumoren in de lever koloniseerden. Andere organen of gezond leverweefsel bleven echter vrij van de veranderde probiotica. In de levermetastasen brachten de bacteriën vervolgens het enzym vrij dat de geïnjecteerde substantie afsplitste. Zoals verwacht werd een lichtemitterend molecuul gevormd dat in het urinemonster kon worden gedetecteerd door rode kleuring.

Zoals de onderzoekers verslag van de bacteriën in andere test- uitzaaiingen, die te wijten waren aan tumoren van de darm, long, eierstokken of alvleesklier had, bewezen zeer betrouwbaar te zijn. Geen ernstige bijwerkingen van E. coli-infectie werden waargenomen in het jaar volgend op het bacteriële gebruik bij de muizen. (Ag)

/ Span>