![]() Comentarii Adauga Comentariu _ Diagnosticare mai bună a sănătății prin celule santinelă încorporate modificate genetic![]() _ Diagnosticare mai bună a sănătății prin inginerie genetică celule santinelă încorporateCelulele pot fi acum programate genetic pentru a-și înregistra istoria în genom, o dezvoltare care ar putea revoluționa studiul procesele de dezvoltare și boli, conform unei lucrări în colaborare a cercetătorilor din mai multe instituții, inclusiv Universitatea din California, Los Angeles și Universitatea Washington, Seattle. Monitorizarea neinvazivă a variabilelor fiziologice de bază prin metode precum urina sau prelevarea de sânge oferă un semnal al proceselor care au loc undeva în organism. Testarea suplimentară a probelor de țesut și evaluările clinice sunt apoi utilizate pentru a diagnostica sau trata pe baza dovezilor pe care le pot oferi testele ulterioare. O provocare fundamentală în cercetare este explicarea stărilor sau proceselor biologice în termeni de evenimente precedente. Istoriile celulare cuprind relații de descendență, influențe extrinseci, stări interne și contexte spațiale de-a lungul timpului. Metodele de obținere a acestor istorii se confruntă cu limitări de fiabilitate din cauza prejudecății de selecție, scalabilității și naturii distructive a unor tehnici de măsurare, permițând în esență cercetătorii să vadă doar instantanee ale stării actuale a unei celule fără un istoric al modului în care a ajuns acolo. În mod tradițional, acest lucru necesită mai multe instantanee de-a lungul timpului pentru a construi o evoluție a evenimentelor, fiecare instantaneu confruntându-se cu limitări similare ale prejudecăților de selecție. Tehnici precum recombinaze specifice site-ului, sisteme CRISPR și alte tehnologii de editare a genomului permit celulelor pentru a scrie informații în genomul lor. Progresele recente în tehnologiile unicelulare și omice spațiale permit recuperarea acestor informații înregistrate. Accesul la stări moleculare și fiziologice înregistrate de-a lungul timpului la indivizi ar oferi seturi de date bogate care permit diagnosticarea precoce, tratamentul îmbunătățit al bolii. și decizii de sănătate mai bine informate, precum și o perspectivă asupra mecanismelor și cauzelor bolii. Perspectiva, „Viețile celulelor, înregistrate”, publicat în Nature Reviews Genetics, discută despre modul în care progresele recente în ingineria genomului permit înregistrarea bazată pe ADN, cu potențialul de a crea „celule santinelă de memorie.” Celulele santinelă ar putea fi proiectate pentru a captura o gamă variată de elemente moleculare și biomarkeri celulari și apoi exprimă informațiile ca proteine codificate sau acizi nucleici care ar putea fi extrași din probe de urină, sânge sau scaun. Prin localizarea acestor santinelă. celule din diferite locuri din corp, datele specifice țesuturilor ar putea fi stocate și adunate, complet cu starea actuală, biomarkeri extracelulari și istoriile celulare longitudinale. Acest lucru evită tendința de selecție a celulelor, deoarece celulele raportoare ar fi întotdeauna din aceeași populație de țesut. În funcție de locație și tipul de colectare a datelor, acest lucru ar putea permite perspective asupra proceselor de dezvoltare, progresia bolii, sistemul imunitar și răspunsurile microbiene. în diverse contexte biologice. Articolul sugerează mai multe căi și considerații în dezvoltarea celulelor santinelă. Conceperea celulelor pacientului pentru a funcționa ca celule santinelă pentru minimizați riscurile de respingere imună și asigurați compatibilitatea și funcționalitatea pe termen lung în corpul pacientului. Celulele santinelă ar putea fi programate genetic pentru a înregistra semnale interne în genomurile lor folosind instrumente de editare a genomului, cum ar fi sistemele CRISPR, care permit celulelor să scrie informații în ADN-ul lor. Această înregistrare ADN permite stocarea pe termen lung și replicarea precisă a informațiilor în mai multe diviziuni celulare. Proiectarea celulelor pentru a produce proteine bogate în informații secretate sau acizi nucleici care pot fi detectați neinvaziv. Incorporează comutatoare de ucidere activate de molecule mici care pot elimina celulele santinelă, dacă este necesar. Studiul propune proiectarea celulelor santinelă prin modificarea genetică a celulelor autologe pentru a înregistra semnalele moleculare și fiziologice interne direct în genomurile lor, folosind sisteme de înregistrare bazate pe ADN precum CRISPR. Aceste celule ar locui în tot corpul, captând continuu date pe perioade îndelungate. Pentru a prelua aceste informații în mod neinvaziv, celulele ar fi concepute pentru a secreta proteine sau acizi nucleici specifici detectabili în fluidele corporale. Informațiile secretate (înregistrate sub formă de ADN sau ARN) trebuie în cele din urmă recuperate prin metode de secvențiere. Prin integrarea circuitelor logice programabile, celulele santinelă ar putea analiza datele înregistrate pentru a executa răspunsuri complexe, specifice contextului, cum ar fi direcționarea. țesuturile bolnave sau modularea funcțiilor imune. Mecanismele de siguranță precum genele supresoare de tumori și circuitele de autodistrugere ar putea fi încorporate pentru a aborda riscurile potențiale. Celulele sentinelă au fost deja proiectate într-o anumită măsură. Un exemplu implică crearea bacteriilor pentru a acționa ca celule santinelă în intestinul șoarecelui. Cercetătorii au modificat Escherichia coli folosind un sistem himeric de transcriptază inversă Cas1-Cas2 pentru a înregistra răspunsurile lor transcripționale globale în timpul tranzitului intestinal. Aceste bacterii modificate și-au transcris invers mARN-ul celular și au integrat ADN-ul rezultat în genomul lor. Analizând probe de fecale prin secvențierea ARN, oamenii de știință au recuperat înregistrările și au obținut informații despre adaptarea bacteriilor la disponibilitatea nutrienților, stresul acid, inflamația și interacțiunile cu alți microbi. Această abordare ilustrează modul în care celulele santinelă pot monitoriza în mod neinvaziv condițiile fiziologice și de mediu complexe in vivo. Un alt exemplu este sistemul COURIER, în care celulele au fost proiectate pentru a exporta coduri de bare ARN ambalate în nanoparticule de protecție. Eșantionarea acestor ARN-uri exportate din mediile de cultură a permis urmărirea longitudinală a dinamicii populației clonale fără a distruge celulele. Această metodă a permis cercetătorilor să monitorizeze mii de clone celulare distincte de-a lungul timpului, oferind date valoroase despre răspunsurile celulare la tratamentele medicamentoase. Aceste cazuri demonstrează pașii inițiali către dezvoltarea celulelor santinelă capabile să înregistreze și să raporteze stările moleculare și fiziologice în cadrul organisme vii. © 2024 Science X Network
Linkul direct catre PetitieCitiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:
|
|
|
Comentarii:
Adauga Comentariu