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Las bacterias genético dirigidas diseñadas con mandos del termostato pueden ayudar a tratar enfermedades

Un nuevo ayudante en el combate contra cáncer y otras enfermedades de la tripa puede ser las bacterias genético alteradas que liberan remedio a los tumores o a la tripa.

Ahora, un nuevo estudio realizado usando ratones demuestra cómo los doctores pudieron regular un día mejor esos microbios terapéuticos dirigiéndolos para responder a la temperatura. Por ejemplo, si las bacterias dirigidas fueron administradas a un paciente con una enfermedad, los doctores podrían, en teoría, dar instrucciones las bacterias para liberar el remedio apenas al sitio del interés, y en ninguna otra parte en la carrocería, usando ultrasonido de calentar suavemente hacia arriba el tejido.

Las “bacterias pueden ser diseñadas para actuar como los agentes especiales que luchan enfermedad en nuestras carrocerías,” dice a Mikhail Shapiro, profesor adjunto de Caltech de la ingeniería química y el investigador principal de la herencia, cuya meta total de la investigación es crear las nuevas maneras a ambos visualiza y controla las células--células bacterianas y células humanas--para los propósitos medicinales. “Estamos construyendo los transmisores-receptores portátiles para las células así que podemos escuchar y hablar con ellas.”

Shapiro es investigador principal en un papel sobre el 14 de noviembre publicado nueva investigación en la biología de la substancia química de la naturaleza del gorrón. Los autores del colead son Dan Piraner y Mohamad Abedi, estudiantes de tercer ciclo en el laboratorio de Shapiro.

La investigación también muestra cómo estas bacterias dirigidas, una vez en un paciente, podrían ser programadas parar el administrar de un terapéutico o autodestruirse si la temperatura del paciente sube de una fiebre. Una fiebre pudo hacer señales que la terapia no está trabajando, y estaría así en el mejor interés del paciente para que las bacterias terminen su actividad.

En otro uso de la tecnología, los investigadores demostraron cómo las bacterias podrían ser diseñadas para destruirse que dejan una vez a la carrocería de un paciente con la defecación. La temperatura más baja fuera de la carrocería de un ordenador principal haría señales las bacterias dirigidas para activar un interruptor genético del avión derribado, de tal modo aliviando preocupaciones por los microbios genético alterados que se extienden al ambiente.

“Podemos utilizar estos interruptores térmicos en bacterias para controlar una variedad de comportamientos,” dice a Shapiro.

La estrategia de usar bacterias dirigidas para luchar enfermedad--la parte de un campo cada vez mayor llamó la terapéutica microbiana--ha mostrado una cierta promesa en los modelos y los seres humanos animales. La investigación anterior ha demostrado que algunas bacterias hacen naturalmente su manera a los sitios del tumor porque prefieren los ambientes con poco oxígeno de los tumores. Los estudios han mostrado que estas bacterias pueden ser ordenadas liberar un remedio sobre tumores, tales como la hemolisina de tumor-destrucción de la droga. Otros estudios han mostrado que las bacterias administradas a la tripa pueden liberar las moléculas para reducir la inflamación. Pero estas bacterias pudieron terminar hacia arriba en otras porciones de la carrocería, y no apenas en los sitios del interés.

El método desarrollado por el laboratorio de Shapiro resuelve este problema ofreciendo un mecanismo a través del cual las bacterias puedan ser dadas instrucciones para dirigir las drogas solamente a un sitio anatómico específico. La idea es que las bacterias genético dirigidas activarían su programa terapéutico en cierta temperatura inducida vía las herramientas del ultrasonido, que calientan suavemente tejidos con la precisión del milímetro. Un doctor podría, en teoría, administrar bacterias genético alteradas a un enfermo de cáncer y entonces, enfocando ultrasonido en el sitio del tumor, acciona las bacterias para luchar el tumor.

“Podemos espacial y controlar temporal la actividad de las bacterias,” dice Abedi. “Podemos comunicar con ellas e informarles cuando y donde algo necesita ser hecho.”

Para crear térmicamente bacterias controlables, las personas primero necesitaron encontrar los interruptores genéticos del candidato cuya actividad depende de cambios de temperatura. Determinaron final a dos candidatos. El primer es una proteína en bacterias de las salmonelas, y el segundo origina de un virus bacteriano llamado un bacteriófago. Ambas proteínas atan a la DNA para girar un circuito genético con./desc. en respuesta a temperatura.

Después, los científicos utilizaron una técnica de la ingeniería de la proteína--“dirigió la evolución,” promovido por Frances Arnold de Caltech--para desarrollar las proteínas en el laboratorio y sintonizar sus temperaturas de la transferencia. Por ejemplo, la proteína de las salmonelas fue activada originalmente por las temperaturas que colocaban entre 42 y 44 grados de cent3igrado. Usando la evolución dirigida, los científicos generaron versiones con temperaturas de la activación entre 36 y 39 grados de cent3igrado. Cuando estos interruptores genéticos se utilizan para controlar la expresión de proteínas terapéuticas, pueden actuar como mandos térmicos para girar la terapia con./desc. en una temperatura dada.

“Cuando pensábamos en cómo conseguir bacterias detectar temperatura, observábamos la naturaleza y encontramos algunos sistemas donde las bacterias pueden hacer esto,” dice Piraner. “Probamos el funcionamiento, encontramos los que tenían el mejor funcionamiento de la transferencia. De allí, continuamos encontrar que podrían ser sintonizados y ser amplificados. Comenzó todo con lo que nos dio la naturaleza, y la ingeniería nos tomó el descanso de la manera.”

Source:

California Institute of Technology