يمكن لميكروب مصمم هندسيا أن يكتشف يوما ما مكان تموضع السرطان في أمعاء جسم الإنسان.

وقد أظهر فريق دولي من الباحثين كيف أن نوعا واحدا من البكتيريا، مع بعض التعليمات، قد يعرض سرطان الأمعاء، في أثناء تكوّنه، في نماذج خلوية وحيوانية للمرض.

وعلى الرغم من أن هذا النهج لا يزال بعيدا عن التجارب السريرية، ويتطلب المزيد من الأبحاث لاختبار فعاليته وسلامته، فإن فكرة استخدام الميكروبات المعدلة كأدوات تشخيصية ليست موجودة كما قد تعتقد.

ويعرّف الجهاز الهضمي لدينا بأنه مبطن بالبكتيريا، ويحاول العلماء تسخير القدرات الطبيعية لسلالات معينة بجعلها تعمل كمستشعرات بروبيوتيك. وقد أظهرت هذه "المستشعرات الحيوية" نتائج واعدة بالفعل في مراقبة صحة الأمعاء والكشف عن نزيف الأمعاء والالتهابات وأورام الكبد - على الأقل في الفئران والخنازير.

وفي هذه الدراسة الجديدة، قام فريق بقيادة عالم الأحياء روبرت كوبر في جامعة كاليفورنيا، سان دييغو، بهندسة البكتيريا لجعلها تقوى على اكتشاف قصاصات الحمض النووي المتساقطة من خلايا سرطان القولون والمستقيم المزروعة في المختبر والفئران والتي تحتوي على أورام القولون والمستقيم.

وتقول عالمة الطب الحيوي ومعدة الدراسة سوزان وودز، من جامعة أديلايد في أستراليا: "توضح هذه الدراسة كيف يمكن تصميم البكتيريا لاكتشاف تسلسل الحمض النووي المحدد لتشخيص المرض في الأماكن التي يصعب الوصول إليها".
 

واختار الباحثون نوع Acinetobacter baylyi، وهو نوع بكتيري معروف بقدرته على التقاط الحمض النووي من بيئته.

وعادة، يستخدم A. baylyi هذه القدرة على البحث عن الطعام (وتسمى الكفاءة الطبيعية) لدمج قطع من الحمض النووي في الجينوم الخاص به قد توفر وصفات جينية جديدة للبروتينات المفيدة.

وقام الباحثون بتزويد A. baylyi بتعليمات للبحث بدلا من ذلك عن تسلسلات محددة تحمل الطفرات وتوجد بشكل شائع في سرطانات القولون والمستقيم. ووجدوا أن A. baylyi يمكن أن تميز الفرق الأحادي القاعدة بين الطفرات المسببة للسرطان والأخطاء الجينية غير الضارة في الحمض النووي العائم المطرود من الخلايا.

وتم تصميم النظام القابل للبرمجة بحيث إذا وجد A. baylyi أي حمض نووي للورم، فإن دمج المادة في الجينوم الخاص به سيؤدي إلى تشغيل جين مقاوم لمضادات الحيوية. ومع تفعيله، يمكن أن ينمو A. baylyi المستخرج من براز المضيف على ألواح أجار تحتوي على مضادات حيوية - وهي إشارة إلى اكتشاف الخلايا السرطانية.

وتقول وودز: "يُظهر هذا أنه يمكن استخدام نظام الاستشعار الحيوي لدينا للقبض على الحمض النووي لسرطان القولون والمستقيم داخل النظام البيئي المعقد".

وفي الوقت الحالي، تم تصميم جهاز الاستشعار البيولوجي للكشف عن بعض طفرات KRAS، التي توجد في حوالي 40% من سرطانات القولون والمستقيم، بالإضافة إلى ثلث سرطانات الرئة ومعظم سرطانات البنكرياس.

وقبل استخدامه المحتمل على البشر، سيحتاج الباحثون إلى إثبات أنه يمكن إعطاء A. baylyi بأمان عن طريق الفم وأنه يمكنه اكتشاف الخلايا السرطانية في عينات البراز بشكل موثوق.

وستحدد حساسية النظام - مستوى الورم العائم الذي يمكن لـ A. baylyi اكتشافه باستمرار - مدى فائدته في العيادة، وما إذا كان يمكن أن يتيح الكشفَ المبكر عن سرطان الأمعاء، كما يأمل الباحثون.

وسيحتاج الباحثون أيضا إلى التحقيق في كيفية مقارنة المستشعر الحيوي A. baylyi بالطرق الأخرى الأكثر توغلا للكشف عن الآفات السرطانية، مثل تنظير القولون، الذي يأخذ عينات مباشرة من الخلايا المشبوهة.

نشرت الدراسة في مجلة Science.

المصدر: ساينس ألرت