นักวิทยาศาสตร์วางแผนใช้แบคทีเรียเพื่อวินิจฉัยโรคมะเร็ง

แบคทีเรียดัดแปลงพิเศษจะสามารถจับ DNA ที่กลายพันธุ์ในลำไส้ของมนุษย์ ซึ่งจะช่วยในการวินิจฉัยมะเร็งในระยะเริ่มต้นได้ดียิ่งขึ้น

เป็นที่ทราบกันดีว่าโรคใดๆ ก็ตามจะดีขึ้นและรักษาได้ง่ายขึ้นหากได้รับการวินิจฉัยอย่างทันท่วงที การตรวจพบโรคมะเร็งในระยะเริ่มต้นถือเป็นภารกิจหลักของแพทย์ผู้เชี่ยวชาญ เนื่องจากตามสถิติแล้ว เนื้องอกร้ายส่วนใหญ่มักถูกตรวจพบในระยะท้ายของการพัฒนา เมื่อเนื้องอกเริ่มแสดงอาการทางคลินิกที่ชัดเจน

เมื่อสงสัยว่าเป็นมะเร็ง ผู้ป่วยจะถูกตรวจหาสารบ่งชี้มะเร็งซึ่งเป็นโปรตีนหรือแอนติเจนเฉพาะที่เกิดขึ้นในเลือด สารบ่งชี้มะเร็งเป็นลักษณะเฉพาะของโครงสร้างมะเร็งบางประเภท และปรากฏขึ้นเมื่อจำนวนเซลล์มะเร็งเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม การตรวจหาสารบ่งชี้มะเร็งไม่ใช่วิธีการวินิจฉัยที่แม่นยำที่สุด เนื่องจากแม้ในภาวะปกติ โปรตีนและเปปไทด์เหล่านี้จะถูกหลั่งออกมาจากเซลล์ในปริมาณเล็กน้อย โดยทำหน้าที่ต่างๆ ในร่างกาย วิธีการตรวจหา DNA จากเซลล์ที่ผิดปกติอาจให้ข้อมูลได้มากขึ้น เนื่องจากสามารถตรวจพบได้เร็วกว่ามาก วิธีการดังกล่าวยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา และสามารถตรวจหา DNA ได้ไม่เพียงแค่ในกระแสเลือดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในปัสสาวะและลำไส้ด้วย

ผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียและมหาวิทยาลัยแอดิเลดเสนอให้ตรวจหาดีเอ็นเอที่เป็นอันตรายโดยใช้แบคทีเรีย จุลินทรีย์หลายชนิดสามารถจับดีเอ็นเอแล้วนำไปรวมเข้ากับจีโนมของตัวเองได้ จุลินทรีย์ส่วนใหญ่สามารถจับดีเอ็นเอของจุลินทรีย์ได้ แต่ยังสามารถจับโมเลกุลอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันซึ่งหมุนเวียนอยู่ได้ด้วย

DNA ของโครงสร้างมะเร็งจะแตกต่างจากโครงสร้างอื่น ๆ ตรงที่มีการกลายพันธุ์ นักวิทยาศาสตร์ใช้ Acinetobacter baylyi โดยเปลี่ยนแปลงในลักษณะที่ฝังตัวอยู่ในส่วนจีโนมของ DNA ของคนอื่นซึ่งมีการกลายพันธุ์ของ KRAS นี่คือออนโคยีนที่รู้จักกันดีที่สุดตัวหนึ่ง การกลายพันธุ์ของ KRAS ทำให้เกิดกระบวนการมะเร็งเกือบทุกประเภท รวมถึงมะเร็งลำไส้ใหญ่ การใช้การดัดแปลงทำให้มั่นใจได้ว่าแบคทีเรียจะฝังตัวในจีโนมด้วย DNA ที่มี KRAS กลายพันธุ์เท่านั้น และไม่สัมผัสกับ DNA ที่มี KRAS ปกติ

ในระหว่างการผสมดีเอ็นเอที่กลายพันธุ์เข้ากับแบคทีเรีย ยีนที่ต้านทานยาต้านแบคทีเรีย Kanamycin จะถูกกระตุ้น เพื่อการวินิจฉัย เพียงแค่เพาะจุลินทรีย์จากอุจจาระในสารอาหารที่มียาปฏิชีวนะก็เพียงพอแล้ว หากจุลินทรีย์ไม่เติบโตและขยายพันธุ์ แสดงว่าจุลินทรีย์ดื้อยาไม่ได้กระตุ้น นั่นคือ ออนโคยีนที่กลายพันธุ์ในจุลินทรีย์นั้นไม่มีอยู่ หากเกิดการเจริญเติบโต แสดงว่าลำไส้มีเซลล์ที่มี KRAS กลายพันธุ์

ผู้เชี่ยวชาญได้วิเคราะห์การทำงานของแบคทีเรีย "ที่ทำหน้าที่วินิจฉัย" ในสิ่งมีชีวิตในสัตว์ฟันแทะ ในทุกกรณี จุลินทรีย์สามารถระบุจุดเริ่มต้นของกระบวนการก่อมะเร็งได้อย่างถูกต้อง ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถตรวจพบเนื้องอกได้ตั้งแต่ระยะเริ่มต้นของการพัฒนา โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีแนวโน้มที่จะเกิดโรคเนื้องอก เช่น การวินิจฉัยดังกล่าวจะมีประโยชน์หากบุคคลนั้นมีเนื้องอกชนิดโพลีโพซิสที่ไม่ร้ายแรงซึ่งอาจกลายเป็นเนื้อร้ายได้ อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียอย่างหนึ่งคือ ไม่สามารถกำหนดเป้าหมายอวัยวะทั้งหมดด้วยจุลินทรีย์ที่ดัดแปลงพันธุกรรมได้

ข้อมูลเพิ่มเติมสามารถดูได้ที่science.org