Erfðabreytt örvera: Breytir bakteríum fyrir heilsuna

• Höfundur:
• Höfundur nafn

  Quantumrun Foresight
• Mars 8, 2023

Örveran samanstendur af örverum í ákveðnu umhverfi. Erfðabreyting á örverunni gæti hjálpað til við að bæla niður eða sýna ákveðna eiginleika og skila lækningum, finna ýmsa hagnýta notkun í landbúnaði, heilsu og vellíðan.

Erfðabreytt örverusamhengi

Þarmaörveran, samfélag örvera í þörmum manna, gegnir mikilvægu hlutverki í heilsu. Nýlegar rannsóknir hafa sýnt að örvera í þörmum getur haft áhrif á sjálfsofnæmissjúkdóma, sykursýki, krabbamein, hjarta- og æðasjúkdóma, Parkinsonsveiki, Alzheimer, MS og jafnvel þunglyndi. Hins vegar getur jafnvægi þessa viðkvæma vistkerfis raskast af ýmsum þáttum eins og mataræði og sýklalyfjum, sem gerir það erfitt að endurheimta það. 

Nokkrir vísindamenn eru að skoða erfðabreyttar örverur til að auka möguleika þeirra á að lifa af og aðlögunarhæfni. Til dæmis notuðu vísindamenn við Texas A&M háskólann sambýli bakteríu, E. coli, og hringorms til að erfðabreyta örveru ormsins árið 2021. Þeir tóku eftir því að þegar flúrljómunarbælandi gen voru sett í plasmíð E. coli, ormarnir sem neyttu þess myndu hætta að sýna flúrljómun. Sama ár hlóðu vísindamenn við Kaliforníuháskóla í San Francisco bakteríaveiðum með CRISPR genabreytingarkerfinu til að eyða litningum innan E. coli.

Árið 2018 unnu vísindamenn við Harvard læknaskólann að því að láta bakteríur eiga samskipti til að samræma og stjórna þeim í sátt. Þeir kynntu erfðarásir fyrir merkja- og viðbragðsaðila til að losa og greina samsetta sveit í tvær tegundir baktería. Þegar músum var gefið þessum bakteríum að borða sýndu innyflin allra músa merki um boðsendingu, sem staðfestir farsæl samskipti baktería. Markmiðið er enn að búa til tilbúna örveru með verkuðum bakteríum í þörmum manna sem eru duglegar að eiga samskipti sín á milli á meðan þeir sinna hlutverki sínu. 

Truflandi áhrif 

Að kanna möguleika þess að nota genabreytingartækni til að vinna með örveru í þörmum getur tekið á ójafnvægi sem stuðlar að ýmsum heilsufarsvandamálum. Til dæmis geta fleiri rannsóknir komist að því að skila lækningum til að leiðrétta ójafnvægi baktería í flóknum þörmum manna. Með því að erfðabreyta bakteríur sem vitað er að eru gagnlegar fyrir heilsu þarma, geta vísindamenn búið til nýjar meðferðir við ýmsum þarmasjúkdómum, þar á meðal bólgusjúkdómum, iðrabólgu og jafnvel offitu. Það gerir einnig ráð fyrir nýrri meðferðaraðferðum við sykursýki vegna hormónaójafnvægis. 

Ein ástæða þess að auðveldara er að meðhöndla bakteríur erfðafræðilega er vegna DNA samsetningar þeirra. Þessar örsmáu lífverur hafa DNA bita sem kallast plasmíð til viðbótar við helstu þætti DNA sem kallast litningar. Plasmíð geta búið til afrit af sjálfum sér og hafa færri gen en litninga, sem gerir þeim auðveldara að breyta með erfðafræðilegum verkfærum. Nánar tiltekið er hægt að setja DNA bita frá öðrum lífverum í bakteríuplasmíð.

Þegar plasmíð búa til afrit af sjálfum sér, búa þau einnig til afrit af viðbættum genum, sem kallast transgen. Til dæmis, ef mannsgeni til að búa til insúlín er bætt við plasmíð, þar sem bakterían gerir afrit af plasmíðinu, býr það einnig til fleiri afrit af insúlíngeninu. Þegar þessi gen eru notuð framleiðir það meira insúlín. Vísindamenn eru þó sammála um að þessi möguleiki sé enn langt undan vegna þess hve örverur eru flóknar. Engu að síður geta núverandi rannsóknir einnig haft nokkur forrit í meindýraeyðingu, aukið vöxt plantna og greiningu dýrasjúkdóma. 

Afleiðingar erfðabreyttra örvera

Víðtækari afleiðingar árangursríkrar erfðatækni örverunnar innan margra umhverfis geta falið í sér:

• Auknar rannsóknir á verkfærum til að breyta genum, eins og CRISPR.
• Opna nýja möguleika til að framleiða lífeldsneyti, matvæli og aðrar vörur með því að búa til nýja bakteríastofna sem henta betur fyrir ákveðin verkefni.
• Minni notkun sýklalyfja sem beinast óspart að bakteríum. 
• Aukinn áhugi á einstaklingsmiðuðum lækningum og greiningu þar sem meðferðir eru sérsniðnar út frá þarmaörveru einstaklings.
• Hugsanleg áhætta í útbreiðslu baktería sem getur aukið tíðni annarra sjúkdóma.

Spurningar sem þarf að íhuga

• Í ljósi þess hversu flókin örvera mannsins er í þörmum, heldurðu að fullkomin erfðatækni hennar sé möguleg fljótlega?
• Hversu dýrt spáirðu fyrir um að útbreiðsla slíkra ferla verði?