Jadalny CRISPR może zastąpić antybiotyki

Ponieważ w Stanach Zjednoczonych rośnie odporność na antybiotyki, naukowcy szukają nowych sposobów walki z zarazkami, takimi jak Clostridium difficile , bakteria, która może powodować śmiertelne infekcje w szpitalach i domach opieki.

Jednym ze sposobów na to: pigułka CRISPR, która nakazuje szkodliwym bakteriom samozniszczenie.

CRISPR to potężna technologia edycji genów, która jest już badana jako sposób na precyzyjną edycję ludzkich genów w celu leczenia chorób (patrz „Czy CRISPR może uratować Ben Dupree?”). Jednak wszechstronność tej technologii jest tak duża, że ​​bada się ją pod kątem wielu innych zastosowań . Zaledwie w zeszłym tygodniu naukowcy z Bostonu pokazali, że potrafią przekształcić CRISPR w tanie, proste testy diagnostyczne .

Teraz naukowcy chcą przekształcić to w ultraprecyzyjne terapie przeciwdrobnoustrojowe, aby zabić wybrane bakterie, mówi naukowiec ds. żywności Jan-Peter Van Pijkeren z University of Wisconsin-Madison.

Chociaż nie jest to nazwa domowa, Clostridium difficile na czele amerykańskich Centrów Kontroli i Zapobiegania Chorobom lista pilnych zagrożeń lekoopornych . Badanie przeprowadzone przez agencję w 2015 r. wykazało, że błąd spowodował prawie pół miliona infekcji u Amerykanów, w tym 15 000 zgonów.

CRISPR został faktycznie odkryty w bakteriach. W rzeczywistości system jest bakterią obrony immunologicznej, której używa do odpierania atakujących wirusów zwanych bakteriofagami.

Działa to tak, że bakterie przechowują wspomnienia wirusowego DNA we własnych genomach jako zgrupowane, regularnie rozmieszczone krótkie powtórzenia palindromiczne – lub CRISPR. Używają tej pamięci oraz enzymu tnącego DNA, znanego jako Cas, do rozpoznawania i rozdrabniania genów atakującego bakteriofaga.

Ideą Van Pijkerena jest wykorzystanie bakteriofaga do wysłania fałszywej wiadomości do To trudne , który zamiast tego powoduje, że bakterie dokonują śmiertelnych cięć we własnym DNA.

Aby to zrobić , Laboratorium Van Pijkeren opracowuje bakteriofaga zdolnego do przenoszenia spersonalizowanego komunikatu CRISPR. Sam bakteriofag szybko zostałby rozłożony przez kwas żołądkowy. Aby wprowadzić wirusy do człowieka, Van Pijkeren planuje dodać je do koktajlu nieszkodliwych bakterii lub probiotyku, który osoba mogłaby połknąć w postaci pigułki lub płynu.

Van Pijkeren porównuje probiotyk do statku-matki. Gdy bakterie probiotyczne przechodzą przez przewód pokarmowy człowieka, bakteriofag wybucha i infekuje każdy w pobliżu To trudne , zmuszając ich do zhakowania własnego DNA.

Van Pijkeren mówi, że probiotyk jest wciąż na wczesnym etapie rozwoju i nie był testowany na zwierzętach. Jednakże, naukowcy wykazali wcześniej że użycie bakteriofagów do wywołania CRISPR może skutecznie zabijać bakterie skórne, a także może pomóc w walce Shigella sonnei , biegunka infekcja powszechna w krajach rozwijających się.

Kilka firm, w tym Eligo Bioscience z Paryża i Locus Biosciences, spinout z North Carolina State University, zaczęło komercyjnie realizować antybiotyki oparte na CRISPR.

Atrakcyjność stosowania CRISPR polega na tym, że takie leki byłyby bardzo specyficzne — teoretycznie zabiłyby pojedynczy gatunek zarazka, pozostawiając pożyteczne bakterie w stanie nienaruszonym. Z kolei antybiotyki o szerokim spektrum działania zabijają duże pokosy zarówno dobrych, jak i złych bakterii. W rzeczywistości nadużywanie i nadużywanie konwencjonalnych antybiotyków prowadzi przede wszystkim do oporności.

Dopóki będziemy przebywać razem pacjentów w szpitalu lub w domu opieki i podajemy im dużo antybiotyków, będziemy mieć problem To trudne , mówi Herbert DuPont, dyrektor Centrum Chorób Zakaźnych na Uniwersytecie Teksańskim.

Dlatego bardzo potrzebne są alternatywy, takie jak ta, którą opracowuje Van Pijkeren. Jednak Peter Fineran, mikrobiolog z Uniwersytetu Otago w Nowej Zelandii, mówi, że jest jeszcze długa droga, zanim zastąpi to nasze obecne antybiotyki.

Mówi, że jednym z wyzwań we wdrażaniu podejścia do większej liczby rodzajów bakterii będzie znalezienie odpowiedniego bakteriofaga. Dzieje się tak, ponieważ każdy typ ma tendencję do infekowania tylko określonych bakterii. Fineran przewiduje, że CRISPR stanie się uzupełniającym narzędziem w arsenale przeciwko wzrostowi liczby bakterii opornych na antybiotyki i patogennych.

ukryć