Siekdami užtikrinti geriausią Jūsų naršymo patirtį, šioje svetainėje naudojame slapukus (angl. cookies). Paspaudę mygtuką „Sutinku“ arba naršydami toliau patvirtinsite savo sutikimą. Bet kada galėsite atšaukti savo sutikimą pakeisdami interneto naršyklės nustatymus ir ištrindami įrašytus slapukus. Jei pageidaujate, galite kontroliuoti ir/arba ištrinti slapukus. Išsamesnė informacija čia https://www.aboutcookies.org/ Jei ištrinsite slapukus, jums gali reikėti rankiniu būdu pakeisti kai kurias parinktis kaskart, kai lankysitės interneto svetainėje, o kai kurios paslaugos ir funkcijos gali neveikti.

Paieška
LIETUVAGIMTASIS KRAŠTASISTORIJAEKONOMIKAKOMENTARAIPASAULISGYNYBAŠEIMA IR SVEIKATA
ŠVIETIMASKULTŪRA IR ŽMONĖSSPORTASGAMTA IR AUGINTINIAIĮDOMYBĖSMOKSLAS IR ITTRASAMULTIMEDIJA
MOKSLAS IR IT

Mokslininkai perkuria bakterijas ligoms gydyti

 
nutritionnews.abbott nuotrauka

Manipuliuodami DNR, mokslininkai bando sukonstruoti mikrobus, kurie patekę į organizmą gydytų retas genetines ligas. Kaip rašo „The New York Times“, tai žymi naują sintetinės biologijos etapą.

Per tyrimą, atliktą šią vasarą, savanorių grupė gėrė baltą pipirmėtės arbatą, sumaišytą su milijardais bakterijų. Mikrobai genų inžinerijos būdu buvo sukonstruoti taip, kad ardytų natūraliai kraujyje susidarančius toksinus.

Dauguma mūsų gali tai padaryti be jokios pagalbos. Tačiau tiems, kurie negali, šie mikrobai taps kada nors gyvu vaistu.

Tyrimas yra svarbus žingsnis į perspektyvią mokslo sritį, žinomą kaip sintetinė biologija. Prieš du dešimtmečius mokslininkai pradėjo konstruoti gyvus daiktus, kaip inžinieriai – elektroniką.

Jie pasinaudojo tuo, kad genai paprastai neveikia atskirai. Atvirkščiai, daugelis genų dirba kartu, aktyvuoja ir deaktyvuoja vienas kitą. Sintetinės biologijos specialistai manipuliuoja šiais ryšiais, kurdami ląsteles, kurios reaguoja į naujus signalus arba reaguoja naujomis priemonėmis.

Iki šiol didžiausias poveikis buvo pramoninis. Įmonės naudoja sukonstruotas bakterijas kaip miniatiūrines gamyklas, kad surinktų sudėtingas molekules, tokias kaip antibiotikai, ar junginius drabužiams gaminti.

Vis dėlto pastaraisiais metais daugelis tyrimų grupių nori formuoti mikrobus, kurie patekę į mūsų kūną gydytų mus iš vidaus.

Bakterijų mišinys, kurį savanoriai gėrė šią vasarą ir kurį ištyrė bendrovė „Synlogic“, gali tapti pirmuoju sintetinės biologijos požiūriu pagrįstu gydymu, patvirtintu JAV maisto ir vaistų administracijos.

Bakterijos skirtos retai paveldimai ligai fenilketonurijai gydyti. Žmonės, sergantys ta liga, turi vengti baltymų, pavyzdžiui, tokių maisto produktų kaip mėsa ir sūris, nes jų organizmas negali suskaidyti šalutinio produkto – aminorūgšties fenilalanino.

Fenilalaninas kaupiasi kraujyje ir gali pažeisti smegenų neuronus. Dėl to gali sulėtėti vystymasis, atsirasti intelekto, psichikos sutrikimų. Tradiciškai fenilketonurija gydoma griežta dieta, kai ribojami baltymai ir derinami maisto papildai.

Tačiau eksperimentai su pelėmis ir beždžionėmis leidžia tikėtis, kad „Synlogic“ bakterijos gali būti alternatyvus gydymas. Antradienį bendrovės tyrėjai paskelbė teigiamus klinikinio tyrimo, kuriame dalyvavo sveiki savanoriai, rezulatatus. Mokslininkai šiuo metu tiria žmones, sergančius fenilketonurija, ir tikisi pranešti apie pirminius rezultatus kitais metais.

Sintetinės biologijos specialistas Talas Danino iš Kolumbijos universiteto sakė, kad panašius projektus vykdo ir kiti tyrėjai, bet niekas nežengia į priekį taip greitai kaip „Synlogic“. Vienas „Synlogic“ įkūrėjų Jamesas J. Collinsas iš Masačusetso technologijos instituto 2000 metais paskelbė vieną pirmųjų sintetinės biologijos principų įrodymą.

Jis su kolegomis sukonstravo E. coli bakterijas, galinčias įjungti ir išjungti geną veikiant tam tikroms cheminėms medžiagoms. Iš pradžių mokslininkai manė panaudoti perkurtas bakterijas kaip aplinkos jutiklius, kurie gali aptikti ore esantį biologinį ginklą ir reaguoti cheminiu signalu.

Bet tada iškilo mikrobiomas. 2000 metų viduryje mikrobiologai pradėjo inventorizuoti mūsų vidaus mikrobų žvėryną – didžiulę sveikų žmonių viduje gyvenančių organizmų įvairovę. Mikrobiomas nuolat vykdo sudėtingus biocheminius procesus, kai kurie, kaip nustatė mokslininkai, padeda mus apsaugoti nuo ligų.

Sintetinės biologijos specialistai netrukus pradėjo domėtis, ar galėtų tas bakterijas panaudoti kaip vidaus jutiklius, jautrius ligos požymiams, ar net kaip gamyklas žarnose, gaminančias reikalingus vaistus.

„Neįmanoma pervertinti mikrobiomo poveikio, – teigė Jeffas Hasty's, buvęs dr. J. Collinso studentas, dabar turintis savo laboratoriją Kalifornijos universitete San Diege. – Trumpai tariant, tai viską pakeitė.“

Dr. J. Collinsas ir Timothy's K. Lu, dar vienas sintetinės biologijos specialistas iš Masačusetso technologijos instituto, 2013 metais įkūrė „Synlogic“, ir kompanija pradėjo ieškoti ligų, kurių galėtų imtis. Viena pasirinktųjų buvo fenilketonurija. Ja serga 16 500 žmonių JAV.

Neseniai tapo prieinami vaistai, galintys sumažinti fenilalanino kiekį. Tačiau jie veiksmingi tik nedaugeliui pacientų ir turi šalutinį poveikį.

„Dabartinės turimos priemonės nėra pakankamai geros“ – sakė Nacionalinio fenilketonurijos aljanso vykdomoji direktorė Christine S. Brown.

Jau daugelį metų mokslininkai tyrė fenilketonurijos gydymą genų terapija, tikėdamiesi į pacientų ląsteles įterpti defektuoto geno, vadinamo PAH, darbines versijas. Tačiau iki šiol šis metodas nežengė toliau bandymų su pelėmis.

„Synlogic“ į fenilketonuriją pažvelgė kaip į subrendusią galimybę taikyti sintetinės biologijos metodus, kad būtų sukurtas gydymas, galintis gauti vyriausybės pritarimą.

Įmonės tyrėjai atrinko nekenksmingą E. coli padermę, kuri buvo tiriama daugiau nei šimtmetį. „Dauguma žmonių žarnyne turi sveikų, gerų E. coli„, – sakė „Synlogic“ vyriausiasis mokslo darbuotojas Paulas Milleris.

Mokslininkai įterpė genus į bakterijos DNR. Kai jie pateko į žarnyną, galėjo suskaidyti fenilalaniną, panašiai kaip ir mūsų pačių ląstelės.

Vienas naujųjų genų koduoja siurblį, kurį bakterijos naudoja aplink esančiam fenilalaninui siurbti. Kitas genas koduoja fermentą, kuris suardo fenilalaniną į fragmentus. Tada bakterijos išskiria tuos fragmentus ir jie pasišalina iš organizmo su šlapimu.

„Synlogic“ komanda norėjo, kad mikrobai suskaidytų fenilalaniną žmogaus organizme tik reikiamoje vietoje ir tinkamu laiku. Taigi jie sumodeliavo bakterijas taip, kad jų fenilalanino genai būtų išjungti, jei aplink jaučiamas didelis deguonies kiekis. Tik tada, kai bakterijos atkeliauja į vietą, kur maža deguonies, – į žarnyną, jos įjungia tuos genus.

Mokslininkai išbandė bakterijas su modifikuotomis pelėmis ir sveikomis beždžionėmis. Tada atliko sveikų žmonių tyrimą. Kai kurie tiriamieji išgėrė vienkartinę bakterijų dozę, o kiti savaitę gėrė vis didesnes jų dozes. Išgėrę bakterijų, savanoriai gėrė pieno kokteilį arba valgė kietą maistą, turintį daug baltymų.

Kaip antradienį paskelbė „Synlogic“, tyrimas parodė, kad žmonės gali saugiai toleruoti bakterijas. Be to, kuo daugiau bakterijų jie gauna, tuo daugiau fenilalanino fragmentų pasišalina su šlapimu. Tai – ženklas, kad bakterijos daro savo darbą.

Kitas žingsnis bus nustatyti, ar mikrobai gali sumažinti fenilalanino kiekį žmonėms, sergantiems fenilketonurija.

„Esu nustebęs, kaip greitai pasiekėme tai, ką dabar turime“, – sakė dr. J. Collinsas, pats nedalyvavęs „Synlogic“ fenilketonurijos tyrime.

Liepos mėnesį žurnale „Cell Systems“ paskelbtoje apžvalgoje dr. T. Danino su kolegomis pateikė kelis kitus sutrikimus, kuriems gydyti tyrėjai kuria sintetinius mikrobus. Dr. T. Danino ir dr. J. Hasty's šiuo metu bendradarbiauja ir kitame projekte, skirtame sintetinės biologijos priemonėms nuo vėžio.

Didžiulis iššūkis kuriant vaistus nuo vėžio, kad jie dažnai nesugeba įsiskverbti į auglius. Tačiau mikrobiomo tyrėjai nustatė, kad natūralios bakterijos nuolat įsiskverbia į navikus ir auga jų viduje.

Dabar mokslininkai konstruoja bakterijas, kurios taip pat gali patekti į navikus. Ten jos nugabens molekules, kurios pritrauks imunines ląsteles, ir jos, kaip mokslininkai tikisi, nužudys vėžį.

„Manau, visur, kur organizme yra bakterijų, yra ir galimybė jas panaudoti dar kam nors“, – sakė dr. T. Danino.

DALINTIS:
 
SPAUSDINTI
MOKSLAS IR IT
Rubrikos: Informacija:
EkonomikaGamta ir augintiniaiGimtasis kraštasGynybaKontaktai
ĮdomybėsIstorijaKomentaraiKonkursaiReklama
Kultūra ir žmonėsLietuvaMokslas ir ITPasaulisReklaminiai priedai
Rinkimų maratonasSportasŠeima ir sveikataŠvietimasPrenumerata
Trasa#AUGULIETUVOJE#LEGENDOS#SIGNATARŲDNRPrivatumo politika
#ŠIMTMEČIOINOVACIJOSKarjera
Visos teisės saugomos © 2013-2018 UAB "Lietuvos žinios"