در سال ۱۸۸۴ بخت یک بیمار، از بد به بدتر تبدیل شد.
این بیمار سرطانی در گردنش داشت که به‌سرعت در حال رشد بود،
و بعد دچار عفونتِ باکتریایی نامربوط بر روی پوستش شد.
اما کمی بعد، اتفاق غیرمنتظره‌ای افتاد:
درحالی‌که او از عفونت بهبودی پیدا می‌کرد، سرطانش هم شروع به عقب کشیدن کرد.
وقتی یک دکتر به نام «ویلیام کُلی» ۷ سال بعد وضعیت این بیمار را بررسی کرد،
هیچ نشانه‌ی قابل‌مشاهده‌ای از سرطان باقی نمانده بود.
«کُلی» باور داشت اتفاقی قابل‌ توجه در حال رخ دادن بود:
این‌که عفونت باکتریایی سیستم ایمنی بدن بیمار را تحریک کرد--
تا با سرطان مبارزه کند.
این کشف اتفاقی «کُلی» باعث شد تا او پیش‌قدم شود
برای تزریق عمدی باکتری به منظور درمان موفق سرطان.
یک قرن بعد، زیست شناسان ترکیبی راه بهتری پیدا کردند
تا از باکتری‌ها استفاده شود --
به‌گونه‌ای که با برنامه‌ریزی کردن، داروها را به‌طور مستقیم به تومورها منتقل کنند.
سرطان زمانی اتفاق می‌افتد که کارکرد معمول سلول‌ها دچار تغییر می‌شود،
که باعث می‌شود تا آن‌ها مکرراً تکثیرشده و توده‌هایی به نام تومور را به وجود آورند.
درمان‌هایی مانند پرتودرمانی شیمی‌درمانی و ایمن درمانی
تلاش می‌کنند تا سلول‌های خطرناک را بکشند اما می‌توانند بر کل بدن اثر بگذارند
و در طی آن به بافت‌های سالم نیز آسیب برسانند.
اما برخی باکتری‌ها مانند «ایی کولای»
توانایی خاص آن را دارند که بتوانند به‌طور مشخصی درون تومورها رشد کنند.
در واقع هسته‌ یک تومور، محیط مناسبی را تشکیل می‌دهد
تا آن‌ها بتوانند به‌طور امنی تکثیر شوند، دور از دسترس سیستم ایمنی.
بجای ایجاد عفونت،
باکتری می‌تواند برنامه‌ریزی شود تا داروهای مبارز با سرطان را حمل کند،
آن‌ها به‌عنوان نیروهای نفوذی، از درون تومورها را مورد هدف قرار می‌دهند.
ایده‌ برنامه‌نویسی بر روی باکتری‌ها به‌گونه‌ای که به روش‌های نامعمول عمل کنند
یک کانون اصلی تمرکز در رشته‌ای به نام زیست‌شناسی ترکیبی است.
اما چگونه می‌توان بر روی باکتری برنامه‌نویسی کرد؟
کلید این کار دست‌کاری کردن دی‌ان‌ای آن‌هاست.
با افزایش برخی دنباله‌های ژنتیکی مشخص در باکتری
آن‌ها می‌توانند یاد بگیرند تا مولکول‌های مختلفی را به‌صورت ترکیبی درست کنند،
ازجمله آن‌هایی که رشدِ سرطان را مختل می‌کنند.
بعلاوه می‌توان آن‌ها را وادار کرد که به‌گونه‌ای خاص رفتار کنند
به کمک مدارهای زیستی.
این برنامه‌نویسی‌ها بر اساس رفتارهای مختلف مانند حضور و یا عدم حضور،
و یا ترکیبی از عوامل مختلف انجام می‌شود.
به‌طور مثال، تومورها سطح اکسیژن و پی‌اچ پایینی دارند
و برخی مولکول‌ها را به‌طور بیش‌ازحد تولید می‌کنند.
زیست شناسان ترکیبی می‌توانند باکتری را دست‌کاری کنند تا این حالت‌ها را تشخیص دهد،
و با این کار فقط به تومورها حساس شوند و از بافت‌های سالم دوری کنند.
یک نوع از مدارهای زیستی
معروف به «مدار زوال تدریجی همزمان» یا «اس‌ال‌سی»
به باکتری اجازه می‌دهد که نه‌تنها دارو را منتقل کند،
بلکه این کار را بر اساس یک برنامه‌ تنظیم‌شده انجام دهد.
اول، برای جلوگیری از آسیب رساندن به بافت‌های سالم،
استخراج داروهای ضد سرطان با رشد باکتری شروع می‌شود،
که فقط درون تومور اتفاق می‌افتد.
سپس وقتی آن‌ها داروها را استخراج کردند،
یک دکمه مرگ، باعثِ از هم پاشیدن باکتری‌ها می‌شود
آن هم وقتی‌که جمعیت آن‌ها بیش از حد رشد می‌کند.
باعث می‌شود که، هم داروها آزاد شوند و هم تعداد باکتری‌ها کم شود.
با این وجود درصدی از باکتری‌ها زنده می‌مانند
تا دوباره توده را پر کنند.
در نهایت تعداد آن‌ها به‌اندازه‌ای بزرگ می‌شود تا دکمه‌ مرگ دوباره فعال شود،
و این چرخه ادامه پیدا می‌کند.
با تغییراتی کوچک، این روند می‌تواند باعث انتقال داروها
بر اساس هر برنامه‌ دوره‌ای مناسبی برای مبارزه با سرطان شود.
این روش در آزمایش‌های علمی بر روی موش موفق عمل کرده است.
نه‌تنها دانشمندان توانستند تومورهای لنفاوی را با تزریق باکتری
با موفقیت از بین ببرند،
بلکه تزریق باکتری باعثِ تحریک سیستم ایمنی هم شد،
و سلول‌های ایمنی را برای شناسایی و مبارزه با غده‌های درمان نشده
در دیگر بخش‌های بدن موش آماده کرد.
برخلاف دیگر انواع درمان‌ها،
باکتری فقط یک نوع سرطان را هدف قرار نمی‌دهد،
بلکه هدفش تمامی تومورها با یک سری ویژگی‌های یکسان است.
همین‌طور باکتری‌ها فقط برای مبارزه با سرطان برنامه‌نویسی نمی‌شوند.
در عوض آن‌ها می‌توانند به‌عنوانِ گیرنده‌های ماهری عمل کنند که
زمینه‌های بیماری‌های آینده را تشخیص می‌دهند.
باکتری‌های ایمن، می‌توانند درون روده‌ی ما به‌طور ساکن بمانند،
جایی که می‌توانند اختلال‌ها را تشخیص دهند، پیشگیری و درمان کنند
قبل اینکه آن‌ها شانس این را داشته باشند که باعث بیماری شوند.
پیشرفتِ این فناوری، هیجان زیادی را برای یک آینده
با داروهای شخصی‌سازی‌شده توسط نانو روبات‌ها به وجود میاورد.
اما به لطف میلیاردها سال تکامل
ما ممکن است همین حالا یک نقطه‌ی شروعی در
یک حالت نامعمول باکتری زیستی داشته باشیم.
به آن زیست‌شناسی ترکیبی را هم اضافه کنید،
و چه کسی می‌داند چه چیزی در آینده ممکن خواهد بود.