08.06.2015 - Französische Botschaft Abt. Wissenschaft u. Techn.

Intelligente Bakterien zur Erkennung von Krankheiten

Forscher des Inserm und des CNRS Montpellier, in Kooperation mit dem CHRU Montpellier und der Stanford Universität (USA), haben Bakterien so transformiert, dass diese Erkrankungen allein durch das Vorhandensein bestimmter Moleküle im Blut oder Urin erkennen können. Die Bakterien werden so zu einem echten Diagnoseinstrument.

Die In-Vitro-Diagnostik (IVD) basiert auf der Präsenz von Molekülen in physiologischen Flüssigkeiten (Blut, Urin), die für eine spezifische Erkrankung charakteristisch sind. Die IVD ist aufgrund ihrer Nicht-Invasivität und der einfachen Anwendung sehr wichtig für die Früherkennung und Überwachung von Krankheiten. Da lebende Zellen wahre Nanomaschinen sind, die verschiedene Signale erkennen, verarbeiten und darauf reagieren können, sind sie gute Kandidaten für die Entwicklung neuer Diagnoseverfahren. Sie müssen jedoch erst "programmiert" werden, damit sie die gewünschten Aufgaben ausführen.

Dafür hat die Gruppe um Jérôme Bonnet am Zentrum für Strukturbiologie in Montpellier (Inserm/CNRS/Universität Montpellier) Konzepte der synthetischen Biologie genutzt, um genetische Systeme zur Programmierung lebender Zellen zu entwickeln.

Jérôme Bonnet hatte 2013 den "Transcriptor" entwickelt, ein genetisches Äquivalent zum elektronischen Transistor. Der Transistor ist der Hauptbestandteil moderner elektronischer Systeme und spielt die Rolle eines Schalters und Signalverstärkers. Bei der Verknüpfung mehreren Transistoren können "Logikgatter" geschaffen werden, die auf verschiedene Signalverknüpfungen mit einer vorgegebenen Logik antworten. Mit dem Transcriptor werden die elektronischen Signale durch molekulare Signale ersetzt. Dank des Transcriptors können einfache genetische Programme für verschiedene Molekülverbindungen in lebende Zellen (z.B. Bakterien) implantiert werden.

In einem nächsten Schritt haben die Forscher diese Technologie zur Erkennung von Krankheitserregern in klinischen Proben angewandt. Sie haben die Verstärkerkraft des Transcriptors genutzt, um Erreger auch in kleineren Mengen zu identifizieren. Darüber hinaus konnten sie die Ergebnisse des Tests mehrere Monate in der DNA der Bakterien speichern. Als Proof-of-Concept haben die Wissenschaftler den Transcriptor mit einem Glucose-empfindlichen bakteriellen System verbunden und die ungewöhnlich hohe Menge von Glucose im Urin von Diabetikern aufgespürt.

Die Zellen werden also in die Lage versetzt, unterschiedliche Operationen in Abhängigkeit von verschiedenen vorhandenen Markern durchzuführen, was den Weg zu einer präziseren Diagnose durch die Erkennung molekularer "Signaturen" mit verschiedenen Markern eröffnet.

Französische Botschaft Abt. Wissenschaft u. Techn.

News weiterempfehlen PDF Ansicht / Drucken

Teilen bei

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Bakterien
  • Diagnostik
  • in-vitro-Diagnostik
  • synthetische Biologie
  • Bluttests
Mehr über Französische Botschaft
  • News

    Krebs: Einfachere und schnellere Diagnose in Sicht

    Kleine RNA-Sequenzen, sogenannte microRNAs, können die Expression von Genen blockieren und dadurch ihre Funktionen regulieren. Einige microRNAs sind spezifisch für die Gene, die aktiv an der Entwicklung von Tumoren beteiligt sind (Onkogene), andere hingegen regulieren die Gene, die vor der ... mehr

    Mini-Labor zum Aufspüren von Schadstoffspitzen

    Bei Gewitter erhöht sich die Gefahr der Verschmutzung der Wasserläufe, weshalb eine sorgfältige Überwachung erforderlich ist. Um diese zu verbessern, hat das Irstea ein Minilabor entwickelt, mit dem Schadstoffspitzen sofort messbar werden. Diese Spitzenbelastungen treten auf, wenn die Kanal ... mehr

    Das Genom von Emiliania endlich entschlüsselt

    Ein internationales Konsortium, unter Beteiligung eines französischen Teams des CNRS (Zentrum für wissenschaftliche Forschung), der UPMC (Universität Pierre&Marie Curie), des INRA (Institut für Agrarforschung), der Universität Aix-Marseille und der Ecole Normale Supérieure 1, hat zum ersten ... mehr

Mehr über Institut national de la santé et de la recherche médicale
  • News

    Feinstaubpartikel aus dem Verkehr beeinflussen das Geburtsgewicht

    Wissenschaftler des GSF - Forschungszentrums für Umwelt und Gesundheit in der Helmholtz-Gemeinschaft konnten gemeinsam mit Kollegen des französischen Instituts für Gesundheit und medizinische Forschung INSERM zeigen, dass die Exposition von schwangeren Frauen mit Feinstaubpartikeln aus dem ... mehr

Mehr über Centre National de la Recherche Scientifique
  • News

    Hepatitis: 3D-Strukturbestimmung des "Tores" zur Leber

    Obwohl NTCP ein wichtiges Tor zur Leber ist, wurde es bisher nicht gut beschrieben. Das Na+-Taurocholat-cotransportierende Polypeptid (NTCP) ist ein Protein, das ausschließlich in der Membran von Leberzellen vorkommt und das Recycling von Gallensäuremolekülen ermöglicht. Es ist auch der zel ... mehr

    Ameisen können Krebs "erschnüffeln"!

    Die Krebserkennung ist eine große Herausforderung für die öffentliche Gesundheit, und die derzeit verfügbaren Methoden, wie MRT und Mammographie, sind oft teuer und invasiv. Dies schränkt ihren Einsatz in großem Maßstab ein. Um diese Einschränkungen zu umgehen, werden alternative Methoden e ... mehr

    Ein Protein, das die Drehung macht

    Unsere Welt ist grundsätzlich asymmetrisch: Denken Sie an die Doppelhelix der DNA, die asymmetrische Teilung von Stammzellen oder die Tatsache, dass das menschliche Herz auf der linken Seite steht..... Aber wie entstehen diese Asymmetrien, und sind sie miteinander verbunden?Die Asymmetrie s ... mehr

Mehr über Stanford University