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È sufficiente un semplice campione di urina: i batteri artificiali riconoscono il cancro e il diabete


Ciò che sembra fantascienza è una realtà oggi. Gli scienziati sono riusciti a progettare batteri artificiali che aiuteranno a diagnosticare il cancro o il diabete in futuro. "I bactosensor sono in grado di esaminare i biomarcatori tipici per rilevare il cancro", scrivono i ricercatori in "Science Translational Medicine".

I batteri rintracciano biomarcatori di malattie
Un team francese di ricercatori ha integrato batteri Escherichia coli geneticamente modificati in un sistema tecnico in modo da poter identificare segnali che possono essere letti anche su dispositivi diagnostici. A tal fine, i batteri sono stati incorporati nelle sfere di idrogel, come riportato dai ricercatori guidati da Alexis Courbet della rete Sys2Diag dell'organizzazione di ricerca francese CNRS e Alcediag.

I batteri avrebbero funzionato molto bene, tra l'altro, nei pazienti diabetici con un livello elevato di glucosio nel campione di urina. Hanno innescato un cambiamento nel colore del campione, dovuto a una proteina fluorescente rossa. Secondo i ricercatori, i Bactosensors sono affidabili quanto i bastoncini di prova convenzionali. L'approccio può anche essere adatto per la rilevazione di biomarcatori tipici di altre malattie. Tuttavia, il tempo di processo è attualmente uno svantaggio rispetto ad altri metodi diagnostici, poiché ci vogliono 18 ore prima che un segnale possa essere misurato, Courbet e il suo team scrivono.

"I biosensori sono un vasto campo di ricerca in cui viene investito molto", riferisce Torsten Waldminghaus del Center for Synthetic Microbiology dell'Università di Marburg. I risultati del gruppo di ricerca francese potrebbero essere visti come un test per il metodo. "Non è ancora incredibilmente impressionante rispetto a quello dei processi convenzionali". Secondo Waldminghaus, un vantaggio decisivo dei biosensori è che sono molto sensibili. Questo è difficile da costruire, mentre la produzione dei batteri è facile. "Ti stai moltiplicando." Ciò riduce i costi e consente operazioni su larga scala, come il rilevamento di esplosivi nei campi minati.

Il campione di urina è abbastanza batteri per rintracciare il cancro
Ricercatori statunitensi guidati da Tal Danino del Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge sono riusciti a produrre batteri artificiali per la rilevazione di metastasi epatiche utilizzando un campione di urina. Le metastasi nel fegato, che sono dovute a tumori in altri organi, hanno una buona prognosi se vengono scoperte presto. Sfortunatamente, in pratica vengono spesso diagnosticati in ritardo perché i metodi diagnostici per imaging spesso consentono il rilevamento di metastasi nella fase avanzata.

Esistono misure, come la chirurgia locale o l'ablazione locale, che i medici possono adottare se la malattia si diffonde al fegato. Poiché il fegato è in grado di rigenerarsi, questi interventi sono tollerabili. Nuovi dati mostrano che questi pazienti hanno un tasso di sopravvivenza più elevato, motivo per cui vi è una particolare necessità di diagnosticare le metastasi nel fegato il più presto possibile ", spiega Sangeeta Bhatia del MIT. Se la metastasi è molto grande, la chirurgia potrebbe non essere più possibile o utile.

I batteri probiotici possono identificare i tumori
I ricercatori del MIT hanno anche usato un ceppo di E. coli come batterio iniziale. Hanno scelto il probiotico E. coli Nissle nel 1917. Questo è stato geneticamente modificato in modo da produrre l'enzima beta-galattosidasi, che ha suddiviso una sostanza aggiunta in molecole che emettono luce. Ciò è stato facilmente dimostrato nei campioni di urina. Inoltre, i ricercatori sapevano che alcuni tipi di batteri si riproducono preferibilmente in escrescenze cancerose perché offrono loro cibo e protezione contro il sistema immunitario.

Esperimenti con topi che hanno mangiato batteri E. coli modificati artificialmente con il loro cibo hanno mostrato che i batteri attraversavano la parete intestinale e colonizzavano tumori esistenti nel fegato. Altri organi o tessuto epatico sano, tuttavia, sono rimasti liberi dai probiotici modificati. I batteri hanno quindi rilasciato l'enzima nelle metastasi epatiche, che ha diviso la sostanza iniettata. Come previsto, è stata creata una molecola che emette luce che potrebbe essere rilevata nel campione di urina mediante colorazione rossa.

Come riportato dai ricercatori, i batteri si sono dimostrati molto affidabili anche in ulteriori test per metastasi causate da tumori a livello intestinale, polmonare, ovaio o pancreas. Non sono stati osservati effetti collaterali gravi dell'infezione da E. coli nell'anno successivo all'uso batterico nei topi. (Ag)

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