Des chercheurs de l’Université de Californie à San Diego ont créé un système sentinelle bactérien capable d’alerter les cliniciens de la présence de tumeurs. La technologie tire parti de la spécificité du système CRISPR et de la tendance des bactéries à capter des fragments d’ADN de leur environnement. Appelé « Test cellulaire pour le transfert horizontal ciblé de gènes discriminés par CRISPR » (CATCH), le système a été créé pour détecter les tumeurs gastro-intestinales dans sa première itération. Cela implique l’administration de bactéries compatibles CRISPR dans l’intestin. Les bactéries ont été conçues pour répondre aux fragments d’ADN codant pour une protéine mutée rejetée par certaines tumeurs de l’intestin dans l’environnement. Une fois qu’elles ont absorbé cet ADN, les bactéries expriment un gène qui confère une résistance à un antibiotique spécifique, ainsi qu’un gène qui les fait briller en vert. Ces facteurs permettent aux chercheurs d’identifier la présence d’ADN tumoral une fois qu’ils ont récolté la bactérie à partir d’échantillons de selles.
Les chercheurs sont devenus experts dans l’identification et la manipulation de l’ADN à l’aide d’équipements de laboratoire standards. Cependant, il est beaucoup plus difficile de détecter l’ADN à l’intérieur du corps humain, même si les bénéfices cliniques pourraient être énormes : les tumeurs peuvent libérer des fragments d’ADN dans leur environnement, qui flottent. Si nous pouvions identifier ces fragments, nous pourrions alors identifier la présence d’une tumeur.
Les bactéries sont capables d’absorber les fragments d’ADN libérés par d’autres bactéries dans leur environnement. Les bactéries captent ces fragments pour incorporer ce nouveau matériel génétique dans leur propre génome dans l’espoir que les nouvelles protéines qu’elles pourront alors produire pourront leur conférer un avantage en termes de croissance et de survie. Cependant, ces chercheurs ont décidé d’étudier si ce mécanisme pouvait être exploité pour créer des biocapteurs bactériens vivants.
« Lorsque nous avons commencé ce projet il y a quatre ans, nous ne savions même pas si l’utilisation de bactéries comme capteurs d’ADN de mammifère était possible », a déclaré Jeff Hasty, chercheur impliqué dans l’étude. « La détection des cancers gastro-intestinaux et des lésions précancéreuses constitue une opportunité clinique intéressante pour appliquer cette invention. »
Les chercheurs ont utilisé une bactérie appelée Acinetobacter baylyi, qui est capable de récupérer l’ADN de son environnement. Ils ont conçu la bactérie pour qu’elle héberge CRISPR, capable de reconnaître rapidement l’ADN codant pour une forme mutée d’un gène appelé KRAS. Des fragments d’ADN contenant ce gène muté sont libérés par plusieurs formes de cancer. Une fois qu’elles rencontrent l’ADN, les bactéries exprimeront une protéine fluorescente et un gène qui confère une résistance aux antibiotiques. Une fois que les chercheurs ont récolté les bactéries à partir d’échantillons de selles, ils peuvent les cultiver sur des plaques de gélose contenant l’antibiotique. Seules les bactéries ayant exprimé le gène de résistance aux antibiotiques survivront et se développeront sur la plaque, révélant ainsi la présence d’une tumeur dans l’intestin.
Regardez une vidéo sur la technologie ci-dessous.
Image du haut : Comme on le voit dans un plat, Acinetobacter baylyi (vertes) les bactéries entourent les amas de cellules cancéreuses colorectales. Crédit : Joséphine Wright
Étude dans un journal Science: Des bactéries modifiées détectent l’ADN tumoral
Via : UCSD