מדענים מתכננים להשתמש בחיידקים לאבחון סרטן

חיידקים שעברו שינוי מיוחד יוכלו ללכוד DNA מוטנטי בחלל המעיים האנושי, דבר שיסייע עוד יותר באבחון מוקדם של סרטן.

ידוע שכל מחלה טובה וקלה יותר לטיפול אם היא מאובחנת בזמן. גילוי מוקדם של מחלות אונקולוגיות הוא המשימה העיקרית של מומחים רפואיים, שכן, על פי הסטטיסטיקה, גידולים ממאירים ברוב המקרים מתגלים בשלבים מאוחרים של ההתפתחות, כאשר הם מתחילים להראות סימנים קליניים ברורים.

כאשר עולה חשד לאונקופתולוגיה, המטופלים נבדקים לאונקומארקרים - חלבונים/אנטיגנים ספציפיים הנוצרים בדם. הם אופייניים לסוגים מסוימים של מבנים ממאירים ומופיעים כאשר מספרם של תאי הסרטן גדל. עם זאת, גילוי אונקומארקרים אינו שיטת האבחון המדויקת ביותר, משום שגם בנורמה חלבונים ופפטידים אלה מופרשים על ידי תאים בכמויות קטנות, ומבצעים מגוון פונקציות בגוף. שיטת גילוי DNA מתאים אטיפיים עשויה להפוך אינפורמטיבית יותר - ניתן לגלות אותם מוקדם הרבה יותר. שיטה כזו עדיין נמצאת בפיתוח, וניתן לחפש DNA לא רק בזרם הדם, אלא גם בשתן ובמעי.

מומחים מאוניברסיטת קליפורניה ומאוניברסיטת אדלייד הציעו לזהות DNA ממאיר באמצעות חיידקים. למיקרובים רבים יש את היכולת ללכוד DNA ולאחר מכן לשלב אותו בגנום שלהם. הם קולטים בעיקר DNA מיקרוביאלי, אך יכולים גם לשים לב למולקולות דומות אחרות במחזור הדם.

ה-DNA של מבנים ממאירים נבדל מאחרים על ידי נוכחות של מוטציות. מדענים השתמשו ב-Acinetobacter baylyi, ושינו אותו באופן כזה שהוא מטמיע בגנום שלו מקטעים של DNA של מישהו אחר, המכילים את המוטציה KRAS. זהו בערך אחד האונקוגנים הידועים ביותר. דווקא עם מוטציה ב-KRAS מתחילים רוב סוגי התהליכים הממאירים, כולל סרטן המעי הגס. השימוש במודיפיקציות איפשר להבטיח שהחיידקים מטמיעים בגנום שלהם רק DNA עם KRAS מוטנטי, ולא נוגעים ב-DNA עם KRAS רגיל.

במהלך שילוב הדנ"א המוטנטי בחיידק, מופעל הגן לעמידות לתרופה האנטיבקטריאלית קנמיצין. לצורך אבחון, די לזרוע חיידקים מהצואה על מצע מזין עם אנטיביוטיקה. אם אין צמיחה והתרבות של חיידקים, פירוש הדבר שהעמידות שהם לא הופעלה - כלומר, האונקוגן המוטנטי בהם נעדר. אם התרחשה צמיחה, פירוש הדבר שהיו תאים עם KRAS מוטנטי במעי.

מומחים ניתחו את פעולתם של חיידקים "אבחוניים" באורגניזמים של מכרסמים. בכל המקרים, החיידקים זיהו נכון את תחילת התהליך הממאיר. הודות לשיטה זו, ניתן לזהות גידולים בשלב מוקדם של התפתחותם, במיוחד אם קיימת נטייה לאונקופתולוגיות. לדוגמה, אבחון כזה יהיה שימושי אם לאדם כבר יש גידולים פוליפים שפירים שיכולים להמאיר. עם זאת, יש חיסרון אחד: לא כל האיברים ניתנים לגילוי באמצעות חיידקים שעברו שינוי.

מידע נוסף זמין באתר science.org