1884'te, bir hastanın şansı kötüden
betere doğru ilerlemiş gibiydi.
Bu hastanın boynunda
hızla büyüyen bir kanser vardı,
sonra da alakasız bir bakteriyel
deri enfeksiyonu nedeniyle yatağa düştü.
Fakat yakın zaman sonra
beklenmedik bir şey oldu:
Enfeksiyonu atlatır atlatmaz
kanser de gerilemeye başladı.
7 yıl sonra William Coley adındaki
bir hekim bu hastanın izini sürdü,
kanserin gözle görülür
işaretleri kalmamıştı.
Coley dikkate değer
bir şeylerin olduğuna inandı:
Bakteriyel enfeksiyon
kanserle savaşmak için
hastanın bağışıklık
sistemini tetiklemişti.
Coley'nin şanslı keşfi, kanseri
başarıyla tedavi etmek için
tasarlanmış bakteri enjeksiyonuna
öncülük etmesini sağladı.
Yüz yıldan uzun süre sonra sentetik
biyologlar bunları bir kez olasılık dışı
amaçla kullanmak niyetiyle
güvenli şekilde programlayarak
ilaçları tümörlere taşımak için
daha da iyi bir yol buldular.
Hücrelerin normal işleyişinin değişmesi
tümör hücrelerinin hızla yayılmasına
ve şekillerinin büyümesine neden
olarak kanseri meydana getirir.
Işın tedavisi, kemoterapi
ve immunoterapi gibi tedaviler
kötü huylu hücreleri öldürmeyi hedef alır
ama bütün vücudu etkiler
ve bu süreçte sağlıklı dokuları bozar.
Yine de E.coli gibi bazı bakterilerin
özellikle tümörlerin içinde büyüyebilmek
gibi özel bir avantajları vardır.
Oysa tümör çekirdeği, bağışıklık
hücrelerinden saklanarak
güvenle yayılabileceği
ideal bir ortam oluşturur.
Enfeksiyona yol açmak yerine
tümörü içeriden hedefleyen
Truva atı gibi hareket ederek
kanserle savaşan ilaçları taşımak
için yeniden programlanabilir.
Algılama ve tepkiyi yeni yollarla yapmak
için bakterileri programlama fikri
Sentetik Biyoloji adı verilen
alanının temel odak noktası.
Ama bakteri nasıl programlanabilir?
Anahtar bakterilerin DNA'larını
değiştirmede yatıyor.
Özel genetik sıralamaları
bakteriye yerleştirerek,
kanserin büyümesini bozan
hücreleri de buna dahil ederek
farklı molekülleri sentezlemek
için bakteriler görevlendirilir.
Biyolojik devrelerin yardımıyla
birçok farklı şekilde
hareket etmek için oluşturulabilirler.
Bunlar, varlığa, yokluğa veya çeşitli
faktörlerin kombinasyonuna bağlı olarak
farklı davranışlar programlarlar.
Örneğin; tümörlerin
az oksijeni, az pH değeri
ve çok üretilen molekülleri vardır.
Sentetik biyologlar bakteriyi, bu şartları
algılaması amacıyla programlayabilirler,
ve böyle yaparken, sağlıklı dokulardan
kaçınarak tümörlere yanıt verirler.
Senkronize hücre tahribi devresi veya
SLC olarak bilinen bir tür biyolojik devre
bakterinin sadece ilaç taşımasını sağlamaz
aynı zamanda bunu bir zamanlamayla yapar.
Öncelikle, kanser ilaçlarının üretimi
sağlıklı doku zararını önlemek için
sadece tümörün içinde meydana gelen
bakteri büyümesi olarak başlar.
İlaçlar üretildikten sonra da
kritik bir yoğunluk
eşiğine ulaştıklarında
bir acil kapatma anahtarı
bakterinin patlamasına neden olur.
Bu hem ilacı salıverir hem de
bakterilerin sayısını azaltır.
Yine de bakterinin belli bir yüzdesi
koloniyi yenilemek için canlı kalır.
Neticede, bakterilerin sayısı acil
kapatma anahtarını tekrar tetiklemek için
yeterli miktarda artar
ve döngü devam eder.
Hangi periyodik program kanserle savaşmak
için en uygunsa, devrenin ince ayarı
ona göre ilaçları taşımak
için yapılabilir.
Fare kullanılan bilimsel deneylerde, bu
yaklaşımın umut verici olduğu kanıtlandı.
Bilim insanları, bakteriyle birlikte
enjekte edilen lenfoma tümörlerini
başarıyla elemekle kalmayıp, bağışıklık
hücrelerini tanılamak için olgunlaştırıp
faredeki tedavi edilmemiş lenfomalara
saldırtarak bağışıklık sisteminin
enjeksiyonla uyarılmasını sağladılar.
Birçok terapinin aksine, bakteri belirli
bir kanser türünü hedef almaz
ama bütün katı tümörler tarafından
paylaşılan genel özellikleri hedef alır.
Programlanabilir bakteri de sadece
kanserle savaşmakla sınırlı değil.
Onun yerine, gelecekteki
hastalıkları takip eden
karmaşık sensörler olarak işlev görürler.
Belki de faydalı probiyotik bakteriler
bağırsaklarımızda uykuda bekleyecek,
ve zamanı geldiğinde hastalıkları
tespit edecek, önleyecek
ve hatta tedavi edecekler.
Teknolojideki gelişmeler
mekanik mini robotlarla işleyen
bireyselleştirilmiş tıbbın geleceği
ile ilgili heyecan yarattı.
Ama milyarlarca yıllık evrimin sayesinde
biyolojik bakteri türleriyle
hali hazırda bir başlangıç
noktamız olabilir.
Sentetik biyolojiyi de karışıma ekleyin,
kim bilir gelecekte neler mümkün olacak?