ในปี ค.ศ. 1884 ผู้ป่วยรายหนึ่ง เหมือนจะโดนเคราะห์ซ้ำกรรมซัด
เขามีก้อนมะเร็งที่คอ ที่เติบโตอย่างรวดเร็ว
ซึ่งเกิดการติดเชื้อแบคทีเรียบริเวณผิวหนัง
แต่ในเวลาต่อมา สิ่งที่เหนือความคาดหมายก็เกิดขึ้น
เมื่ออาการคิดเชื้อค่อย ๆ บรรเทา มะเร็งก็ค่อย ๆ สลายไปด้วย
เมื่อแพทย์นามว่า วิลเลียม โคลี ติดตามผู้ป่วยรายนี้ตลอดระยะเวลา 7 ปี
เขาไม่พบร่องรอยของมะเร็งเหลืออยู่เลย
โคลีเชื่อว่ามีสิ่งที่น่าเหลือเชื่อเกิดขึ้น
การติดเชื้อแบคทีเรีย ไปกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของผู้ป่วย
ให้สู้กับแบคทีเรีย
ความโชคดีของโคลีนำไปสู่การค้นพบ
การจงใจฉีดแบคทีเรียเข้าไป เพื่อรักษามะเร็ง
อีกศตวรรษต่อมา นักชีววิทยาสังเคราะห์ ได้พบวิธีการที่ดีกว่า
เพื่อใช้เชื้อที่แต่เดิมไม่เป็นมิตร
โดยนำมันไปดัดแปลงก่อนให้ปลอดภัย เพื่อใช้ในส่งยาตรงเข้าไปยังก้อนเนื้อร้าย
มะเร็งเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ทำงานผิดปกติ
ทำให้พวกมันเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็ว เกิดเป็นเนื้อร้าย
การรักษา เข่น การฉายรังสี การทำเคมีบำบัด และการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกัน
เป็นการพยายามฆ่าเซลล์ร้าย แต่มันก็ส่งผลไปทั่วทั้งร่างกาย
และยังทำลายเนื้อเยื่อปกติอีกด้วย
อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียบางชนิด เช่น E. coli
มีข้อได้เปรียบ เนื่องจาก มันมีความจำเพาะในการเติบโตในเนื้อร้าย
อันที่จริง แกนกลางของเนื้อร้าย เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของมันมากที่สุด
เพราะมันสามารถเพิ่มจำนวนได้อย่างปลอดภัย โดยไม่ถูกภูมิคุ้มกันโจมตี
แทนที่จะทำให้เกิดการติดเชื้อ
แบคทีเรียถูกดัดแปลง ให้นำยาต่อต้านมะเร็งเข้าไป
มันทำหน้าที่เป็นดั่งม้าโทรจัน ที่โจมตีเนื้อร้ายจากภายใน
แนวคิดในการดัดแปลงแบคทีเรีย ให้รับรู้และตอบสนองในรูปแบบใหม่ ๆ
เป็นหัวใจสำคัญในสาขาวิชาที่เรียกว่า ชีววิทยาการสังเคราะห์
แต่ว่าแบคทีเรียถูกดัดแปลงได้อย่างไร
กุญแจสำคัญอยู่ที่การปรับเปลี่ยนดีเอ็นเอ
โดยการแทรกลำดับยีนจำเพาะ เข้าไปในแบคทีเรีย
พวกมันจะถูกสั่งให้สังเคราะห์ โมเลกุลต่าง ๆ ออกมา
ซึ่งสามารถขัดขวางการเติบโตของมะเร็งได้
พวกมันยังถูกสั่งให้เปลี่ยนพฤติกรรม ไปในทางที่เจาะจงมากขึ้น
โดยใช้การจำกัดขอบเขตทางชีวภาพ
พฤติกรรมที่ถูกปรับเปลี่ยนไปนี้ ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ การขาด
หรือการรวมกันของปัจจัยบางอย่าง
ยกตัวอย่างเช่น เนื้อร้ายมีปริมาณออกซิเจน และมีค่า pH ต่ำ
และมีการผลิตโมเลกุลบางชนิดมากเกินไป
นักชีววิทยาสังเคราะห์สามารถดัดแปลง ให้แบคทีเรียตรวจจับสภาวการณ์เหล่านี้ได้
และทำให้มันตอบสนองต่อเนื้อร้าย โดยไม่ทำลายเนื้อเยื่อปกติ
การจำกัดขอบเขตทางชีวภาพที่เรียกว่า การจำกัดขอบเขตการสลายจำเพาะ หรือ SLC
ทำให้แบคทีเรียไม่เพียงแต่ส่งยาเข้าไป แต่ยังกำหนดเวลาได้ด้วย
ประการแรก เพื่อหลีกเลี่ยงการทำลาย เนื้อเยื่อปกติ
การผลิตยาต้านมะเร็ง เริ่มขึ้นเมื่อแบคทีเรียเติบโต
ซึ่งเกิดขึ้นในก้อนเนื้อร้ายเท่านั้น
จากนั้น หลังจากที่พวกมันผลิตยา
จะเกิดการกระตุ้นให้แบคทีเรียระเบิด
เมื่อจำนวนประชากรของมัน มีปริมาณมากถึงระดับวิกฤติ
ปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดการปล่อยยา และลดประชากรแบคทีเรียลง
อย่างไรก็ตาม ยังมีแบคทีเรียบางส่วน ที่ยังคงมีชีวิตอยู่
เพื่อที่จะเติมเต็มอาณานิคมต่อไป
ในที่สุด จำนวนของมันก็จะเพิ่มขึ้นมากพอ จนทำให้เกิดการระเบิดอีกครั้ง
และเกิดขึ้นเป็นวงจรซ้ำ ๆ
การจำกัดขอบเขตนี้สามารถปรับระดับ ในการส่งยาให้เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ต้องการ
เป็นการฆ่ามะเร็งที่ดีที่สุด
วิธีการนี้ยังพิสูจน์ให้เห็น ถึงประสิทธิภาพในหนูทดลอง
ไม่เพียงแต่นักวิทยาศษสตร์จะสามารถ กำจัดมะเร็งต่อมน้ำเหลืองได้
โดยการฉีดแบคทีเรียเข้าไปเท่านั้น แต่นั่นยังกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้อีกด้วย
ซึ่งเป็นการเตรียมเซลล์ภูมิคุ้มกันให้พร้อม ต่อการระบุและโจมตีมะเร็งต่อมน้ำเหลือง
ที่เหลืออยู่ในจุดอื่น ๆ ได้
ต่างจากวิธีการอื่น ๆ ตรงที่แบคทีเรีย จะไม่จำเพาะแต่มะเร็งชนิดใดชนิดหนึ่ง
แต่จะโจมตีเป้าหมาย ที่คุณลักษณะของเนื้อร้ายทั่ว ๆ ไป
และแบคทีเรียที่ถูกดัดแปลงดังกล่าว ก็ไม่ได้ทำแค่ใช้สู้กับมะเร็งได้เท่านั้น
แต่พวกมันยังสามารถใช้ เป็นตัวตรวจจับที่ซับซ้อนได้
ในการติดตามหาบริเวณที่โรคอาจเกิดขึ้น
โปรไบโอติกแบคทีเรียที่ปลอดภัย อาจอยู่ในสภาพพักตัวในทางเดินอาหารของเรา
ที่ซึ่งพวกมันจะช่วยตรวจจับ ป้องกัน และรักษาความผิดปกติ
ก่อนที่มันจะก่อให้เกิดโรคได้
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ก่อให้เกิดอนาคตอันน่าตื่นตา
ในวงการการรักษาเฉพาะบุคคล โดยมีการใช้หุ่นยนต์ระดับนาโน
แต่ต้องขอบคุณวิวัฒนาการกว่าพันล้านปี
ที่ให้จุดเริ่มต้นนั้นกับเราตั้งนานแล้ว
ในรูปแบบทางชีวภาพอันน่าเหลือเชื่อ ของแบคทีเรีย
การผสมผสานชีววิทยาสังเคราะห์เข้าไป
รูปแบบของวิทยาการในอนาคตนั้น ก็เหนือกว่าที่เราจะคาดเดาได้