Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Czy biologia syntetyczna wykorzysta naturalne cechy fagów i wprowadzi rewolucję w diagnostyce?
Czy biologia syntetyczna wykorzysta naturalne cechy fagów i wprowadzi rewolucję w diagnosty
Co powstanie dzięki połączeniu nowoczesnych osiągnięć techniki, rozległych baz danych sekwencji nukleotydowych i aminokwasowych oraz bakteriofagów? Efektem może być nowatorskie i wysoce specyficzne narzędzie o wszechstronnym zastosowaniu, którego poszczególne elementy można układać niczym kostki domina. Ograniczeniem jest tu tylko wyobraźnia badacza. Technologia jaką opracowali naukowcy w celu ułatwienia diagnostyki medycznej z pewnością spełnia powyższe kryteria. Wystarczyło wykorzystać bakteriofagi i ich zdolności do specyficznego łączenia się ze strukturami powierzchniowymi. Okazało się, że syntetyczne cząstki przyłączane do fagów mogą stworzyć nową generacje detektorów.

 

Terapie fagowe i wykorzystanie bakteriofagów w medycynie to temat znany nauce od wielu lat. Pomimo sukcesów w tej dziedzinie, strategia ta w dalszym ciągu ustępuje terapiom opartym na antybiotykach. Jednak dzięki możliwościom biologii syntetycznej wykorzystanie bakteriofagów może być znacznie szersze.

 

Badacze z prestiżowego MIT dostrzegają bardzo duży potencjał w nowoczesnych narzędziach, jakie znajdują się w rękach naukowców oraz możliwościach płynących z zastosowania bakteriofagów. Olbrzymia ilość danych w bazach naukowych, w szczególności sekwencji nukleotydowych i aminokwasowych z powodzeniem może zostać wykorzystana w celu szybkiej diagnostyki patogennych mikroorganizmów. Połączenie tej wiedzy i elementów bakteriofagów może pozwolić na opracowanie specyficznej metody leczenia, której czułość i skuteczność będzie znacznie wyższa od obecnie komercyjnie dostępnych.

 

Funkcjonalnymi produktami biologii syntetycznej miałyby być cząstki fagowe, ich fragmenty, czy też kwasy nukleinowe lub białka. Obecnie na rynku komercyjnie dostępnych jest kilka produktów - głównie koktajli fagowych np. ListShield (Intralytix) przeciwko Listeria monocytogenes oraz wykorzystywane w rolnictwie Agriphage (Omnilytic). Jednak wszyscy są ze sobą zgodni, że to tylko pierwsze próby przed prawdziwą ekspansją na rynek. Wykorzystanie metod inżynierii genetycznej i biologii molekularnej pozwala na sprzężenie fagów, bądź ich części z różnymi związkami, aby w efekcie uzyskać biosyntetyczne detektory przekazujące sygnały luminescencyjne, fluorescencyjne czy kolorymetryczne. Dzięki nim, możliwe jest bardzo precyzyjne potwierdzenie obecności patogenu.

 

Możliwości detekcji jest bardzo dużo, poczynając od składników powierzchniowych struktur komórek, przez wszystkie organella komórkowe, aż do selektywnej kontroli ekspresji genów. Upowszechnienie metod sekwencjonowania i syntezy, a zwłaszcza obniżenie kosztów i automatyzacja procesu, pozwala na tworzenie docelowych elementów niemalże w czasie rzeczywistym. Odpowiednie sprzężenie aparatury naukowej i baz danych, zdaniem naukowców, pozwoli na opracowanie i syntezę odpowiedniej molekuły nawet w 180 minut.

 

Syntetyczne konstrukty na bazie fagów potencjalnie mogą się wyodrębnić jako nowa klasa biosensorów pozwalających na detekcję mikroorganizmów in vivo, czy też podczas prac poza laboratorium.

 

Największymi zaletami jakie płyną z wdrożenia tej technologii to znaczna oszczędność czasu, a w niektórych przypadkach i pieniędzy. Oprócz tego stanowi to kolejny krok w kierunku wprowadzenia medycyny spersonalizowanej. Upowszechnienie tej metody mogłoby pozwolić na znacznie szybszą i precyzyjniejszą diagnostykę już na poziomie molekularnym.

 

Rezultat badań wydaje się być niczym film science fiction, jednak dzięki badaczom staje się on coraz bardziej science niż fiction.

Źródła

T. K. Lu and M. S. Koeris, The next generation of bacteriophage therapy, Curr. Opin. Microbiol., vol. 14, no. 5, pp. 524–531, Oct. 2011.

T. K. Lu, J. Bowers, and M. S. Koeris, Advancing bacteriophage-based microbial diagnostics with synthetic biology, Trends Biotechnol., vol. 31, no. 6, pp. 325–327, Jun. 2013.

KOMENTARZE
news

<Styczeń 2019>

pnwtśrczptsbnd
31
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
25
26
27
28
29
30
31
1
2
3
Newsletter