Генетски инженерски микробиом: Модифицирање на бактерии за здравје

• автор:
• име на авторот

  Quantumrun Foresight
• Март 8, 2023

Микробиомот се состои од микроорганизми во одредена средина. Генетски модифицирање на микробиомот може да помогне да се потиснат или да се покажат одредени особини и да се испорача терапевтски средства, наоѓајќи различни практични примени во секторите за земјоделство, здравство и благосостојба.

Генетски конструиран микробиомски контекст

Цревниот микробиом, заедницата на микроорганизми во човечкото црево, игра значајна улога за здравјето. Неодамнешните истражувања покажаа дека цревниот микробиом може да влијае на автоимуни болести, дијабетес, рак, кардиоваскуларни болести, Паркинсонова, Алцхајмерова болест, мултиплекс склероза, па дури и депресија. Сепак, рамнотежата на овој деликатен екосистем може да биде нарушен од различни фактори како што се исхраната и антибиотиците, што го отежнува обновувањето. 

Неколку истражувачи бараат генетски модифицирање на микробиомите за да ги зголемат нивните шанси за преживување и приспособливост. На пример, научниците од Универзитетот А&М во Тексас ја искористија симбиотската врска на бактеријата E. coli и кружниот црв за генетски инженеринг на микробиомот на црвот во 2021 година. Тие забележаа дека кога гените кои ја потиснуваат флуоресценцијата биле вметнати во плазмидот на E. coli црвите што го консумирале ќе престанат да покажуваат флуоресценција. Истата година, научниците од Универзитетот во Калифорнија во Сан Франциско успешно ги вчитаа вирусите што ловат бактерии со системот за уредување на гени CRISPR за да ги избришат хромозомите во E. coli.

Во 2018 година, истражувачите од Медицинскиот факултет Харвард работеа на тоа бактериите да комуницираат за да ги координираат и контролираат во хармонија. Тие воведоа генетски кола за сигнализација и одговор за ослободување и откривање на соединен кворум во два вида бактерии. Кога глувците биле хранети со овие бактерии, цревата на сите глувци покажале знаци на пренос на сигнал, што ја потврдува успешната комуникација на бактериите. Целта останува да се создаде синтетички микробиом со инженерски бактерии во човечкото црево, кои се ефикасни во комуникацијата меѓу себе додека ги извршуваат своите функции. 

Нарушувачко влијание 

Истражувањето на потенцијалот за користење на техники за уредување на гени за манипулирање со цревниот микробиом може да се справи со нерамнотежата што придонесува за различни здравствени проблеми. На пример, повеќе истражувања можат да откријат терапевтски средства за корекција на бактериската нерамнотежа во сложените човечки црева. Со генетски инженеринг на бактерии за кои е познато дека се корисни за здравјето на цревата, научниците можат да создадат нови третмани за разни нарушувања поврзани со цревата, вклучително и воспалителна болест на цревата, синдром на нервозно дебело црево, па дури и дебелина. Овозможува и понови методи за третман на дијабетес поради хормонална нерамнотежа. 

Една од причините зошто бактериите полесно се генетски манипулираат е поради нивниот состав на ДНК. Овие мали организми имаат делови од ДНК наречени плазмиди покрај главните елементи на ДНК наречени хромозоми. Плазмидите можат да направат копии од себе и да имаат помалку гени од хромозоми, што го прави полесно да се менуваат со генетски алатки. Поточно, парчиња ДНК од други организми може да се стават во плазмиди на бактерии.

Кога плазмидите прават копии од себе, тие исто така прават копии од додадените гени, наречени трансгени. На пример, ако на плазмидот се додаде човечки ген за правење инсулин, бидејќи бактериите прават копии од плазмидот, тој исто така создава повеќе копии од генот за инсулин. Кога се користат овие гени, тој произведува повеќе инсулин. Сепак, научниците се согласуваат дека оваа можност е сè уште далеку поради високата сложеност на микробиомите. Како и да е, тековните студии можат да имаат и неколку примени во контролата на штетници, подобрување на растот на растенијата и дијагностицирање на ветеринарни болести. 

Импликации на генетски конструирани микробиоми

Пошироките импликации на успешното генетско инженерство на микробиомот во повеќе средини може да вклучуваат:

• Зголемено истражување во алатките за уредување на гени, како што е CRISPR.
• Отворање нови можности за производство на биогорива, храна и други производи преку создавање на нови соеви на бактерии подобро прилагодени за одредени задачи.
• Намалена употреба на антибиотици кои неселективно ги таргетираат бактериите. 
• Зголемен интерес за персонализирана медицина и дијагноза, каде третманите се прилагодени врз основа на цревниот микробиом на една личност.
• Потенцијални ризици при размножување на бактерии кои можат да ја зголемат појавата на други болести.

Прашања што треба да се разгледаат

• Со оглед на сложеноста на микробиомот на човечкото црево, дали мислите дека неговото комплетно генетско инженерство е можно наскоро?
• Колку скапи предвидувате дека ќе бидат широко распространетите апликации на таквите процеси?