Za potrebe nedavne studije, dobrovoljci su pili bijelu mješavinu začinjenu milijardama bakterija. Mikrobi su napravljeni da rastvore nakupljene toksine u krvi. Većina nas ih rastvara bez pomoći, ali za one koji to ne mogu, ovi mikrobi će jednog dana biti živi lijek.
Ispitivanje je prekretnica u obećavajućem naučnom polju poznatom kao sintetička biologija. Prije dvije decenije, stručnjaci su počeli koristiti živa bića na isti način na koji inženjeri kalajišu žice.
Geni obično ne funkcioniraju izolovani. Mnogi zapravo rade zajedno, aktivirajući i dezaktivirajući jedni druge. Sintetički biolozi manipuliraju tim vezama, stvarajući ćelije koje reaguju na nove signale ili odgovaraju na nove načine.
Do sada, najveći utjecaj je bio na industriji. Kompanije su koristile ove bakterije kao minijaturne fabrike da bi sastavljale kompleksne molekule poput antibiotika ili jedinjenja koja se koriste u izradi odjeće.
Sada, istraživački timovi žele upotrijebiti sintetičku biologiju kako bi napravili mikrobe koji će nas liječiti iznutra.
Bakterija u napitku koji su volonteri pili dizajnirana je tako da liječi rijetku nasljednu bolest fenilketonuriju ili PKU. Ljudi sa tim stanjem moraju izbjegavati proteine u hrani poput mesa i sira jer njhova tijela ne mogu rastvoriti nusproizvod, aminokiselinu fenilalanin.
Kako se fenilalanin gomila u krvi, ona može da ošteti neurone u mozgu i dovede do usporenog razvoja, intelektualnih problema i psihijatrijskih poremećaja. PKU se kontroliraju strogom, niskoproteinskom dijetom uz šejkove bogate nutritivnim suplementima.
Ali u eksperimentima na miševima i majmunima, bakterija koju je razvila kompanija Sylogic pokazala se kao obećavajuće alternativno liječenje. Stručnjaci kompanije saopćili su 4. septembra pozitivne rezultate kliničke studije na zdravim volonterima.
Sada se testiraju ljudi sa PKU.
Tal Danino, sintetički biolog sa Kolumbije, kaže da još stručnjaka radi na sličnim projektima, ali da niko nije tako brzo napredovao kao Synlogic. “Oni predvode napad”, rekao je on.
Jedan od osnivača Synlogica, dr. James Collins, sintetički biolog sa Masačusetskog tehnološkog instituta (MIT), i njegove kolege “obogatili” su bakteriju ešerihija koli tako da može da uključuje i isključuje gene kada je izložena određenim hemikalijama – “poput prekidača za gene”, rekao je Collins.
Naučnici su zamislili da ovu prespojenu bakteriju koriste kao senzor koji će detektirati biološko oružje i proizvesti hemijski signal kao odgovor.
Ali onda su stigli mikrobiomi.
Sredinom dvijehiljaditih, mikrobiolozi su počeli praviti listu naše unutrašnje menažerije mikroba, raznovrsnih organizama koji žive u zdravim ljudima. Mikrobiomi konstantno nose našu kompleksnu biohemiju čiji nas dijelovi štite od bolesti.
Sintetički biolozi su pomislili da bi mogli dodati i bakterije u tu kombinaciju – možda kao unutrašnje senzore za znake bolesti.
“Ne možete da precijenite utjecaj mikrobioma”, rekao je Jeff Hasty, bivši Collinsov student koji sada vodi svoju laboratoriju na Univerzitetu Kalifornije u San Dijegu. “Oni su, ukratko, sve promijenili.”
Collins i Timothy Lu, još jedan sintetički biolog sa MIT-a, osnovali su Synlogic 2013. i kompanija je tada počela da traži bolesti na kojima će raditi. Jedna od njih je PKU koja u Sjedinjenim Državama pogađa 16.500 ljudi.
Nedavno su se pojavili lijekovi koji mogu da snize nivo fenilalanina. Ali oni pomažu samo nekim pacijentima i imaju neželjene posljedice.
“Lijekovi koji su trenutno dostupni nisu dovoljni”, rekla je Christine Brown, izvršni direktor Nacionalne PKU alijanse.
Naučnici sada rade na bakteriji koja može da se primijeni i na tumore. Kada uđe u tumor, može da izruči molekule koji privlače imunoćelije koje bi, kako se nadaju istraživači, mogle da ubiju rak.
“Mislim da gdje god ima bakterija u tijelu postoji i prilika da ih preradimo da rade nešto drugo”, rekao je Danino.
(TBT, NYT)
