Кишечные бактерии запрограммировали на диагностику и лечение болезней

В МТИ разработали методы генной инженерии, превращающие бактерии в датчики, ячейки памяти и исполнительные элементы, которые можно программировать так, чтобы они реагировали на определенные изменения.

Ученые Массачусетского технологического института разработали методы генной инженерии, превращающие бактерии Bacteroides thetaiotaomicron, в больших количествах присутствующие в микрофлоре кишечника, в датчики, ячейки памяти и исполнительные элементы, которые можно программировать так, чтобы они реагировали на определенные изменения. Бактероидов в желудочно-кишечном тракте гораздо больше, чем кишечной палочки, с которой раньше проводили похожие эксперименты.

Исследователям удалось создать вещества, с высокой избирательностью программирующие экспрессию генов в бактериях. Эти вещества можно было бы применять в составе пищевых добавок, управляя бактериями с помощью еды.

Чтобы бактерии могли обнаруживать патологии и передавать сведения о них, исследователи наделили микроорганизмы механизмом генетической памяти, основанным на применении рекомбиназ. Кроме того, генетики ослабили способность бактерий к потреблению определенных нутриентов и усилили сопротивляемость противомикробным средствам. Набор получившихся генетических инструментов разработчики продемонстрировали на мышах: когда их кормили едой из определенных ингредиентов, бактерии «запоминали», что именно было съедено.

Инструментарий планируется расширить, обеспечив возможность его применения с различными видами бактероидов, живущих в кишечной микрофлоре. В будущем возможно превращение бактериальных колоний в лечебно-диагностические «схемы»: систему из бактерий можно было бы, например, запрограммировать на ответные действия при обнаружении определенного набора биомаркеров в организме.