Rejestracja

Please leave these two fields as-is:
UWAGA: Prosimy o rozwiązanie prostego równania matematycznego!
zamknij

Zaloguj się

Zapomniałeś hasła?

Jeżeli nie pamiętasz swojego hasła, wyślemy Ci nowe - wystarczy skorzystać ze specjalnego formularza
Przypomnij mi hasło

Zarejestruj się
Napisano: 22 listopada 2011

Liczba komentarzy: 0
Genetycznie zmodyfikowane bakterie alternatywą dla antybiotyków

Antybiotykooporność — tym terminem określana jest zdolność mikroorganizmów do przeżycia w obecności leku przeciwdrobnoustrojowego. Antybiotyk zatem nie zawsze bywa skuteczny. Jeśli nie on, to co? Czy istnieje inne rozwiązanie? Innowacyjne podejście do problemu zaproponowali autorzy publikacji, która ukazała się niedawno w „Molecular Systems Biology”.

Jako konkurencji dla tradycyjnie stosowanych antybiotyków chcą oni użyć szczepu bakterii Escherichia coli, zmodyfikowanych genetycznie tak, aby były zdolne do detekcji i likwidacji ludzkich patogenów. Rozwiązanie to ma mieć zastosowanie zwłaszcza kiedy szczep patogenny wykazuje antybiotykooporność i tradycyjna droga leczenia jest utrudniona.

Nasze badania są pierwszym przykładem tego, jak użyteczna może być biologia syntetyczna w walce z infekcjami bakteryjnymi — wyjaśnia Matthew Chang, jeden z autorów publikacji.

Wykorzystując narzędzia biologii syntetycznej badacze wyposażyli Escherichia coli w zupełnie nowe właściwości. Z pomocą przyszły inne drobnoustroje, patogenne bakterie Pseudomonas aeruginosa, znane także jako tzw. pałeczki ropy błękitnej. Posiadają one zdolność produkcji bakteriocyn o nazwie piocyny — toksyn działających na bakterie, w dodatku bakterie ich własnego gatunku.

Zespół Changa, pracujący na Nanyang Technological University w Singapurze wykorzystując znajomość molekularnych podstaw zdolności posiadanej przez bakterie Pseudomonas aeruginosa wyposażył zaprojektowany przez siebie szczep Escherichia coli w gen piocyny S5. Jest ona toksyczna jedynie wobec kilku szczepów patogennych wobec człowieka, co pozwala wykluczyć ryzyko zniszczenia naturalnej mikroflory organizmu. Bakterie mają ponadto uwalniać toksynę tylko wtedy, kiedy wykryją obecność Pseudomonas aeruginosa w środowisku.

W przeprowadzonym badaniu zaledwie 1% bakterii Pseudomonas przeżył na płytkach, na których zaszczepiono zmodyfikowane Escherichia coli. W ich obecności także biofilmy, czyli trójwymiarowe kolonie bakterii zawartych w macierzy zewnątrzkomórkowych polimerów, o wiele bardziej zjadliwe niż wolne komórki tworzone przez Pseudomonas, były znacznie cieńsze.

Jak podkreśla mikrobiolog Dean Scholl z firmy farmaceutycznej AvidBiotics, mającej swoją siedzibę w Kalifornii, zajmującej się między innymi właśnie piocynami, dotychczas nie są znane żadne geny oporności na te toksyny mogące przenosić się pomiędzy szczepami za pomocą plazmidów. Pozwala to żywić nadzieję, że bakteriom nie uda się tak szybko uzyskać na nie oporności.

Autorzy badań przed rozpoczęciem eksperymentów na zwierzętach chcą zwiększyć ilość piocyn uwalnianych przez zaprojektowane przez nich bakterie, gdyż obecnie jest to problem. Aby leczenie było skuteczne potrzeba takiej przewagi komórek Escherichia coli nad Pseudomonas aeruginosa jak cztery do jednego.

Rozwiązanie potrzebuje jeszcze dopracowania, co dostrzega, między innymi, David Livermore, mikrobiolog z Agencji Zakażeń Centrum Ochrony Zdrowia w Londynie, zauważając, że: To bardzo elegancka biologia, wydaje się jednak trudna do konwersji na praktyczne zastosowania.

Dostrzega on też pewne ryzyko: Chciałbym też być bardzo ostrożny w przypadku prób stosowania żywych Escherichia coli na oparzenia oraz wewnątrz dróg oddechowych, czyli tam, gdzie często zdarzają się infekcje Pseudomonas, ale gdzie nie chcemy dodawać bakterii.

Livermore zauważa równocześnie, że zmodyfikowane bakterie mogą być użyteczne w przypadku zakażeń przewodu pokarmowego, który naturalnie jest środowiskiem życia niepatogennych Escherichia coli.

Zespół z Nanyang Technological University sadzą jednak, że zastosowane przez nich podejście pozwoli zaprojektować szczepy skuteczne w przypadku różnych schorzeń. Jak tłumaczy bioinżynier Chueh Loo Poh, oddzielna podejście do trzech elementów: wytwarzania toksyn, wykrywania bakterii w środowisku oraz lizy komórkowej pozwoli — niby z klocków — skonstruować użyteczne narzędzie do walki z różnorodnymi infekcjami.

Już teraz badacze pracują nad stworzeniem innego szczepu Escherichia coli zdolnego do walki z Vibrio cholerae, czyli tak zwanym przecinkowcem cholery — bakterią odpowiadającą za ostrą, zaraźliwą chorobę układu pokarmowego u człowieka.

Wykorzystując narzędzia biologii syntetycznej badacze wyposażyli E. coli w zupełnie nowe właściwości

Olga Andrzejczak

Literatura:

Saeidi, N. et al. Mol. Syst. Biol. 7, 521 (2011).

image_pdfimage_print
Podziel się ze znajomymi
Skocz do formularza

Komentarze 0

Nikt jeszcze nie skomentował tego wpisu, napisz coś!
  1. Dodaj komentarz
    (wymagany)
    (wymagany)
    (wymagany)

    Pola oznaczone znaczkiem W są obowiązkowe. Musisz wypełnić wszystkie pola wymagane, aby dodać komentarz.
    Twój adres email, który podasz nie zostanie opublikowany z Twoim komentarzem.

    W treści komentarza dozwolone są tagi XHTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

do góry