Léčba na míru pomocí syntetické biologie
5.2.2018 |
Produkce léčiv přímo v lidském těle v potřebný čas a na potřebném místě nemusí být v blízké budoucnosti jen nereálnou představou. Vědcům z Rice University v Texasu (USA) se podařilo vyvinout systém pro „vylepšování“ bakteriálních genetických okruhů, který by právě takovou produkci léčiv mohl umožnit.
Vědci celou myšlenku své studie vysvětlují na probioticích. Probiotika jsou živé mikroorganismy osidlující střevní sliznici a hrající důležitou roli v ochraně lidského zdraví. Z toho důvodu mnoho syntetických biologů hledá možné cesty, díky nimž by mohli vytvořit taková probiotika, která by uměla diagnostikovat nebo přímo porazit různé choroby. Takto vylepšená probiotika by byla uvnitř lidského těla schopna produkce léčiv nebo jiných komplexních molekul, jejichž prostřednictvím by tělo mohlo bojovat se zánětlivými onemocněními střev nebo rakovinou. Cílená produkce léčiv ve vhodný čas a pouze na místě určení by otevřela novou cestu v boji s mnoha těmito vážnými onemocněními.
Cílem syntetických biologů je vytvořit geny, které umějí spustit nebo zastavit odpověď na vnější podněty. Ty by tak fungovaly jako senzory umožňující probiotikům produkovat léčivé látky v době potřeby. Vědci z Rice University pro své experimenty využili jako modelový organismus bakterii Escherichia coli. Podařilo se jim vyvinout promotory (sekvence DNA, na něž se váže RNA polymeráza či jiné součásti transkripčního aparátu a tím je obvykle zahájena transkripce konkrétního genu), jež aktivují a deaktivují geny dle potřeby. Genetické obvody jsou přirovnávány k obvodům elektrickým, rozdíl je však ve složitosti jejich spínačů a vypínačů. Geny samy o sobě nemohou vytvářet proteiny, jež kódují. V řízení transkripce genů hrají hlavní roli promotory, které jednak spouštějí transkripci – přepis sekvencí DNA do sekvencí RNA, z nichž pak translací mohou vznikat proteiny, a jednak regulují, jak silně bude gen transkribován.
Vědcům se podařilo vytvořit schéma, pomocí nějž dokáží syntetizovat takové promotory, které se aktivují dle potřeby. Své domněnky potvrdily řadou experimentů s bakterií E. coli a ve studii prezentují dle svých slov jednoduchou, ekonomicky výhodnou metodu návrhu promotorů, která umožňuje vytvořit uživatelsky definované promotory schopné jemného ladění metabolismu v rámci syntetických biologických a chemických obvodů uvnitř živých bakteriálních buněk. Získané výsledky představují velký přínos v syntetické biologii a mohou v budoucnu sloužit pro léčbu mnoha onemocnění.
Zdroje:
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180111115337.htm
https://www.nature.com/articles/s41467-017-02473-5
Zdroj obrázku: