Wissenschaftler planen, Bakterien zur Diagnose von Krebs einzusetzen
Zuletzt überprüft: 07.06.2024
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Spezielle modifizierte Bakterien werden in der Lage sein, mutierte DNA in der menschlichen Darmhöhle einzufangen, was die Krebsfrüherkennung weiter unterstützen wird.
Es ist bekannt, dass jede Krankheit besser und einfacher zu behandeln ist, wenn sie rechtzeitig diagnostiziert wird. Die Früherkennung onkologischer Erkrankungen ist die vorrangige Aufgabe medizinischer Fachkräfte, denn laut Statistik werden bösartige Tumoren in den meisten Fällen erst in späten Entwicklungsstadien entdeckt, wenn sie beginnen, klare klinische Symptome zu zeigen.
Bei Verdacht auf eine onkopathologische Erkrankung werden Patienten auf Onkomarker untersucht – spezielle spezifische Proteine/Antigene, die im Blut gebildet werden. Sie sind typisch für bestimmte Arten bösartiger Strukturen und treten auf, wenn die Zahl der Krebszellen zunimmt. Allerdings ist der Nachweis von Tumormarkern nicht die genaueste Diagnosemethode, da diese Proteine und Peptide auch im Normalfall in geringen Mengen von Zellen sezerniert werden und im Körper vielfältige Funktionen erfüllen. Die Methode zum Nachweis von DNA aus atypischen Zellen könnte aussagekräftiger werden – sie können viel früher nachgewiesen werden. Eine solche Methode befindet sich noch in der Entwicklung, und DNA kann nicht nur im Blutkreislauf, sondern auch im Urin und Darm gesucht werden.
Spezialisten der University of California und der University of Adelaide haben vorgeschlagen, bösartige DNA mithilfe von Bakterien nachzuweisen. Viele Mikroben haben die Fähigkeit, DNA einzufangen und sie dann in ihr eigenes Genom einzubauen. Sie nehmen überwiegend mikrobielle DNA auf, können aber auch auf andere zirkulierende ähnliche Moleküle achten.
Die DNA bösartiger Strukturen unterscheidet sich von anderen durch das Vorhandensein von Mutationen. Wissenschaftler verwendeten Acinetobacter baylyi und veränderten es so, dass es Abschnitte der DNA eines anderen Menschen, die die KRAS-Mutation enthalten, in sein eigenes Genom einbettet. Dabei handelt es sich um eines der bekanntesten Onkogene. Mit einer Mutation in KRAS werden die meisten bösartigen Prozesse, einschließlich Dickdarmkrebs, ausgelöst. Durch den Einsatz von Modifikationen konnte sichergestellt werden, dass die Bakterien nur DNA mit mutiertem KRAS in ihr Genom einbetten und DNA mit normalem KRAS nicht berühren.
Beim Einbau mutierter DNA in das Bakterium wird das Gen für die Resistenz gegen den antibakteriellen Wirkstoff Kanamycin aktiviert. Zur Diagnose reicht es aus, Mikroben aus Kotmassen auf einem Nährmedium mit Antibiotika auszusäen. Wenn Mikroben nicht wachsen und sich nicht vermehren, bedeutet dies, dass die Resistenz, die sie haben, nicht aktiviert ist – das heißt, das mutierte Onkogen in ihnen fehlt. Wenn Wachstum stattgefunden hat, bedeutet dies, dass sich im Darm Zellen mit mutiertem KRAS befanden.
Spezialisten analysierten die Wirkung „diagnostischer“ Bakterien in Nagetierorganismen. In allen Fällen erkannten die Mikroben den Beginn des bösartigen Prozesses korrekt. Dank dieser Methode ist es möglich, Tumore in einem frühen Stadium ihrer Entwicklung zu erkennen, insbesondere wenn eine Veranlagung für onkopathologische Erkrankungen besteht. Eine solche Diagnose ist beispielsweise nützlich, wenn eine Person bereits gutartige Polyposiswucherungen aufweist, die bösartig werden können. Allerdings gibt es einen Nachteil: Nicht alle Organe können mit veränderten Mikroben bekämpft werden.
Weitere Informationen finden Sie unter Science.org