Door een vriendelijke darmbacterie te herprogrammeren, hopen onderzoekers darmkanker en immuunziektes op te kunnen sporen. 

Stel je voor dat er een bacterie in je darmen kan worden geïntroduceerd, speciaal bedoeld om je te helpen. De bacterie heeft een sensor die vreemde signalen oppikt en kan je waarschuwen voor ziektes als darmkanker en die misschien zelfs behandelen. Klinkt als sciencefiction? Toch zijn wetenschappers hard op weg om dit toekomstbeeld waar te maken.

Sensors

De onderzoekers installeerden allereerst vier sensors, gemaakt van genetisch materiaal, in de veelvoorkomende bacterie Bacteroides thetaiotaomicron. Met deze sensors kan de bacterie signalen in de darmen aanvoelen. Zo’n signaal kan simpelweg een voedingsstof zijn. In het geval van dit onderzoek, was de bacterie zo geprogrammeerd dat hij kon opmerken of er suiker werd ingenomen.

Als de bacterie zo’n signaal opmerkt, kan hij deze onthouden met behulp van een door de onderzoekers ontwikkeld geheugen. Dit werd gevormd door een speciaal soort enzymen. Die kunnen een bepaald stukje DNA veranderen en dit later weer terugdraaien, vergelijkbaar met de 0 en 1 in een binair computergeheugen.

Ook maakten de onderzoekers een circuit dat reageert op voedingsstoffen in de darmen en dat een gen in de bacterie in en uit kan schakelen. Welk gen werd in- of uitgeschakeld, ligt aan de voedingsstof die de bacterie tot zich krijgt. Zo hoef je dus alleen maar een bepaalde etenswaar te nuttigen, om een gen in- of uit te schakelen en dus te regelen hoe de bacterie zich gedraagd.

Darmkanker

De bacteriën werden met deze onderdelen in muizen geplaatst en bleken daar hun genen in- of uit te kunnen schakelen wanneer ze een bepaald signaal kregen. De wetenschappers hopen dat de geprogrammeerde bacterie in de toekomst kan worden gebruikt om ontstekingen in de darmen en darmkanker op te sporen, in plaats van voedingsstoffen, en deze ziektes uiteindelijk ook kan behandelen.

Voor het zover is, is er nog wel werk aan de winkel. Allereerst willen de wetenschappers de techniek ook in andere soorten Bacteroides laten werken. Iedereen heeft namelijk een ander microbioom en de bacteriesoort die bij de een dominant is, hoeft dat bij de ander niet te zijn. Daarnaast willen ze nog geavanceerdere circuits bouwen om de bacterie optimaal te laten werken.

Bronnen: Cell Systems, Cell Press via EurekAlert!, Massachusetts Institute of Technology via EurekAlert!