• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
408
Бактерии – друзья и диагносты
Медицина
Так выглядят под электронным микроскопом бактерии рода Prevotella, которые совместно с двумя другими микроорганизмами определяют энтеротип человека. По: (Жарков и Мошкин, 2012)

Бактерии – друзья и диагносты

Первая ассоциация со словами бактерия или микроб – это болезнь. Однако в нашем организме живут триллионы «дружелюбных» микробов, и их число в несколько раз превышает число наших собственных клеток.

Первая ассоциация со словами бактерия или микроб – это болезнь. Однако в нашем организме живут триллионы «дружелюбных» микробов, и их число в несколько раз превышает число наших собственных клеток. В микробное сообщество человека, называемое микробиомом, входят бактерии, обитающие в кишечнике, в ротовой полости, на коже и слизистой половых органов. И они там не просто живут, но помогают нам перерабатывать пищу, секретируют полезные метаболиты, такие как витамины К и группы В, а также эффективно конкурируют с чужеродными патогенными микроорганизмами, выполняя защитную функцию. И таких полезных для человека бактерий может стать еще больше: недавно две группы биологов сообщили, что бактерий можно «обучить» работать «диагностами».

Нужно заметить, что самой идее использования бактерий во врачебной практике уже более ста лет. Еще в 1891 г. американский хирург У. Коли вводил бактерии Streptococcus онкологическим больным в надежде, что они будут атаковать опухоль. Иногда такое лечение помогало: микробы действительно «предпочитают» опухолевую ткань, потому что она богата питательными веществами и бедна иммунными клетками, участвующими в подавлении бактериальной инфекции. Однако этот терапевтический подход не получил дальнейшего развития и долгое время оставался лишь в истории развития методов лечения рака. Но недавно идея Коли «воскресла» на новой основе: сегодня, используя современные знания и технологии, можно модифицировать бактерии таким образом, чтобы, к примеру, «заставить» их выделять внутри опухоли токсины, ее поражающие.

Что касается использования бактерий для диагностики заболеваний, то лишь в результате совместных усилий двух группы американских ученых - под руководством С. Бхатия из Массачусетского технологического института и Дж. Хэсти из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США), появился штамм бактерий, способных диагностировать рак, правда, пока только у лабораторных мышей. Прототипом послужил широко известный и полезный штамм кишечной палочки Nissle 1917, который обычно добавляют в йогурт в качестве пробиотика.

Сначала требовалось убедиться в том, что эти бактерии способны после прохождения через пищеварительный тракт мышей попадать в печень и заселять печеночные опухоли. Затем с помощью генной инженерии они были видоизменены таким образом, что при встрече с опухолью у них активировался ген LacZ, кодирующий фермент β-галактозидаза, расщепляющий молочный сахар лактозу на глюкозу и галактозу. Затем животным вводили соединение, состоящее из сахара и молекулы природного светоизлучающего пигмента люцеферина - вещества, в свободном виде вызывающим биолюминесценцию. Так как β-галактозидаза способна расщепить такую молекулу не хуже «родной» лактозы, люциферин высвобождается и выделяется с мочой животного, которая начинает светиться красным светом.

Этот способ диагностики, оказавшийся очень чувствительным, позволяет выявлять опухоли размером всего в 1 мм2, тогда как другими методами удается обнаружить лишь опухоли размером не менее 1 см2, т.е. в 100 раз большие.

Авторами еще одного подобного исследования стала группа французских ученых во главе с Дж. Бонне из Университета Монпелье, которые модифицировали кишечную палочку таким образом, что она стала вырабатывать большое количество красного флуоресцентного белка при повышении концентрации глюкозы в среде выше заданного уровня.

Как известно, высокая концентрация глюкозы в моче – ключевой симптом сахарного диабета, поэтому для его диагностики достаточно просто добавить новый бактериальный штамм к образцам мочи. И хотя на данный момент такой способ не имеет преимуществ перед стандартной методикой определения глюкозы, эта разработка может стать платформой для создания других диагностических систем. Правда, в любом случае процедура апробации и одобрения таких «нетипичных» диагностических систем для использования в практической медицине займет годы... 

Подготовила Мария Перепечаева

Подробнее об этом

Статьи

Материалы

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!

comments powered by HyperComments