Wissenschaft im Trend: Bakterien fahnden nach Krebs und Diabetes
Zwei unabhängig voneinander agierende Wissenschaftlerteams haben diese Woche die Resultate ihrer Forschung zum Nachweis von Krankheiten mit Hilfe gentechnisch veränderter Bakterien veröffentlicht. Ein von Jerome Bonnet von der Universität Montpellier geleitetes Team in Frankreich, das vom Unternehmen Sys2Diag unterstützt wurde, setzte gentechnisch modifizierte Bakterien ein, um erhöhte Glukosewerte, ein Anzeichen von Diabetes, im Urin menschlicher Patienten festzustellen. Währenddessen programmierten Forscher in den USA unter Leitung von Sangeeta Bhatia vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) und Jeff Hasty von der University of California, San Diego, Bakterien derart um, dass sie im Urin von krebskranken Mäusen sichtbar werden. Beide Studien wurden in der aktuellen Ausgabe von Science Translational Medicine veröffentlicht. Das Science magazine berichtet, dass das Team in Montpellier den Bakterien eine genetische Verschaltung hinzufügte, so dass diese auf die Anwesenheit einer hohen Glukosekonzentration mit der vermehrten Bildung eines roten Fluoreszenzproteins reagierten. Die Bakterien, ein E. coli-Stamm, wurden dann menschlichen Urinproben hinzugefügt, wo sie eine Farbänderung herbeiführten. Science schätzt ein, dass dieser Ansatz vorerst „nicht besser als ein übliches Blutzuckermessgerät“ sei, dieser aber, da das Nachweisschema zur Detektion weiterer Ziele dienen kann, „als Plattform für ein breites Spektrum zukünftiger Diagnosen dienen könne.“ Die Teams in den Vereinigten Staaten von Amerika konzentrierten sich inzwischen auf den Nachweis von Krebs in Urinproben von Mäusen. Die US-Forschergruppen entwickelten Bakterien, die ein natürlich vorkommendes Enzym mit der Bezeichnung LacZ produzieren, wenn sie auf einen Tumor treffen. Im Folgenden injizierten sie den Mäusen Verbindungen, die bei Interaktion mit LacZ Licht aussandten. Auf diese Weise produzierten die an Leberkrebs erkrankten Mäuse LacZ, das mit den Verbindungen interagierte, wodurch sich die gelben Urinproben rot verfärbten. Science dazu: „Überdies berichten Bhatia und ihre Kollegen in der aktuellen Ausgabe von Science Translational Medicine diese Woche, dass mit diesem Ansatz sehr kleine Tumoren von einem Quadratmillimeter Größe markiert werden können, während man bei konventionellen bildgebenden Verfahren darum ringt, Lebertumoren nachzuweisen, die kleiner als ein Quadratzentimeter sind.“ Die Studien sind zweifellos vielversprechend, aber es sind noch einige Hindernisse zu überwinden, bevor diese Verfahren am Patienten zum Einsatz kommen werden. Laut BBC gestehen die Forscher zum Beispiel ein, dass die ethischen Fragen des Einsatzes von gentechnisch veränderten Bakterien diskutiert und weiter durchleuchtet werden müssen. Jim Collins, Synthesebiologe am MIT, verwies überdies im Gespräch mit Science darauf, dass beide Ansätze noch Jahre davon entfernt seien, für den klinischen Einsatz zugelassen zu werden. Trotz dieser Probleme besteht Hoffnung, dass uns diese Fortschritte im Endeffekt der Realisierung des Traums einen Schritt näher bringen, eine Reihe von Krankheiten kostengünstig und einfach diagnostizieren zu können. Weitere Informationen sind abrufbar unter: Detection of pathological biomarkers in human clinical samples via amplifying genetic switches and logic gates http://stm.sciencemag.org/content/7/289/289ra83 Programmable probiotics for detection of cancer in urine http://stm.sciencemag.org/content/7/289/289ra84
Länder
Frankreich, Vereinigte Staaten