Wetenschappers gebruiken CRISPR om virussen te wijzigen die antibioticaresistente bacteriën doden

Eerder deze maand de jaarlijkse CRISPR 2017-conferentie werd gehouden aan de Montana State University. De aanwezigen waren de eersten die hoorden over de successen die bedrijven hebben gehad met het gebruik van CRISPR om virussen te ontwikkelen om bacteriën te doden. Een van de meest opwindende mogelijke toepassingen voor deze virussen, bacteriofagen genaamd, is het doden van bacteriën die resistent zijn geworden tegen antibiotica. Ten minste twee van de bedrijven streven ernaar om binnen 18 tot 24 maanden klinische proeven van deze gemanipuleerde virussen te starten.

Het gebruik van bacteriofagen is niet nieuw. In het verleden zijn ze in het wild geïsoleerd en gezuiverd voor gebruik. Hoewel bacteriofagen worden beschouwd als veilig en effectief voor gebruik bij mensen, omdat ze in het wild worden aangetroffen, is het onderzoek ernaar traag verlopen. Nieuwe ontdekkingen kunnen niet worden gepatenteerd, en bovendien kunnen deze ontdekkingen ook van voorbijgaande aard zijn, omdat bacteriën snel kunnen evolueren, en dat doen ze vaak ook.

Gebruik echter CRISPR om ze te engineeren is absoluut innovatief. Het maakt virussen op unieke wijze dodelijk voor de gevaarlijkste bacteriën ter wereld, en de eerste tests hebben het leven gered van muizen die waren geïnfecteerd met antibiotica-resistente infecties die hen uiteindelijk zouden hebben gedood, verklaarde conferentiespreker Rodolphe Barrangou, wetenschappelijk hoofdofficier van Locus Biosciences.

Dit vermogen heeft ertoe geleid dat onderzoekers van ten minste twee bedrijven CRISPR hebben gebruikt in een poging de rollen om te draaien met antibioticaresistente bacteriën. Beide bedrijven noemen de behandeling van bacteriële infecties die verband houden met ernstige ziekten als hun primaire doel. Uiteindelijk zijn ze van plan virussen te ontwikkelen waarmee ze veel meer zouden kunnen doen door het menselijk microbioom als geheel nauwkeurig te benaderen. Het idee zou zijn om selectief alle bacteriën te verwijderen die van nature voorkomen en in verband zijn gebracht met verschillende gezondheidsproblemen. Dit kan van alles zijn, van autisme tot obesitas - en mogelijk zelfs enkele vormen van kanker.

Zelfvernietiging schakelaars

Een bedrijf, Locus, gebruikt CRISPR om DNA te sturen dat gemodificeerde gids-RNA's zal maken om stukjes van het antibioticaresistentie-gen te vinden. Nadat het virus de bacterie heeft geïnfecteerd en het gids-RNA zich verbindt met het resistentiegen, produceert de bacterie een faag-dodend enzym genaamd Cas3. Dit is de gebruikelijke reactie van de bacterie, alleen in dit geval vernietigt het zijn het te bezitten. antibioticum-resistente genetische sequentie. Na verloop van tijd vernietigt Cas3 al het DNA en de bacterie sterft.

Een ander bedrijf, Eligo Bioscience, pakt het iets anders aan. Het team koos ervoor om het DNA in te voegen dat gids-RNA's creëert (dit keer met het bacteriële enzym Cas9), dat alle genetische replicatie-instructies verwijdert. Cas9 verbreekt dan de DNA van de bacterie op een specifieke plaats, en die snede activeert het zelfvernietigingsmechanisme in de bacterie.

De derde benadering, door Synthetic Genomics, omvat het maken van "supercharged" fagen die tientallen enzymen bevatten. Elk enzym biedt zijn eigen unieke reeks voordelen, waaronder het vermogen om de fagen te camoufleren tegen het menselijke immuunsysteem door eiwitten of biofilms af te breken.

Ondanks deze veelbelovende resultaten tot dusver, zullen er uitdagingen zijn om succesvolle technische fagen op de markt te brengen. Zo bestaat het risico dat fagen daadwerkelijk genen voor antibioticaresistentie tegen niet-resistente bacteriën verspreiden. Een ander mogelijk probleem is dat er mogelijk een zeer groot aantal fagen nodig is om een ​​infectie te behandelen, die op hun beurt immuunreacties kunnen veroorzaken die de behandeling kunnen saboteren.

Lees hier het hele verhaal ...