Forskere bruger CRISPR til at ændre vira, der dræber antibiotikaresistente bakterier

Tidligere denne måned er den årlige CRISPR 2017-konference blev afholdt på Montana State University. Deltagerne var de første til at høre om succeser, som virksomheder har brugt CRISPR til at konstruere vira til at dræbe bakterier. En af de mest spændende potentielle applikationer til disse vira, kaldet bakteriofager, ville være at dræbe bakterier, der er blevet resistente over for antibiotika. Mindst to af virksomhederne sigter mod at starte kliniske forsøg med disse konstruerede vira inden for 18 til 24 måneder.

Brugen af ​​bakteriofager er ikke ny. Tidligere er de blevet isoleret i naturen og renset til brug. Selvom bakteriofager betragtes som værende sikre og effektive til brug hos mennesker, har forskningen på dem været træg, fordi de findes i naturen. Nye opdagelser kan ikke patenteres, og desuden kan disse opdagelser også være forbigående, fordi bakterier kan og ofte udvikler sig hurtigt.

Imidlertid bruger CRISPR at konstruere dem er bestemt innovativt. Det gør vira unikt dødelige for de farligste bakterier i verden, og de første test reddede musenes liv, der var inficeret med antibiotikaresistente infektioner, der i sidste ende ville have dræbt dem, forklarede konferencespeaker Rodolphe Barrangou, chef for videnskabelig chef for Locus Biosciences.

Denne evne har ført forskere fra mindst to virksomheder til at bruge CRISPR i et forsøg på at vende bordene mod antibiotikaresistente bakterier. Begge virksomheder nævner behandling af bakterielle infektioner forbundet med alvorlige sygdomme som deres primære mål. Til sidst har de til hensigt at konstruere vira, der giver dem mulighed for at gøre meget mere ved at tage en præcis tilgang til det menneskelige mikrobiom som helhed. Ideen ville være at selektivt fjerne alle bakterier, der forekommer naturligt og har været forbundet med forskellige sundhedsmæssige forhold. Dette kan være alt fra autisme til fedme - og muligvis endda nogle former for kræft.

Selvdestruktionskontakter

Et firma, Locus, bruger CRISPR til at sende DNA, der vil skabe modificerede guide-RNA'er til at finde stykker af antibiotikaresistensgenet. Efter at virussen har inficeret bakterien, og guide-RNA'et forbinder med resistensgenet, producerer bakterien et fagdræbende enzym kaldet Cas3. Dette er bakteriens sædvanlige respons, kun i dette tilfælde ødelægger den dens egen antibiotikaresistent genetisk sekvens. Med tiden ødelægger Cas3 alt DNA, og bakterien dør.

Et andet firma, Eligo Bioscience, tager en lidt anden tilgang. Holdet valgte at indsætte det DNA, der skaber vejledende RNA'er (denne gang med det bakterielle enzym Cas9), som fjerner alle genetiske replikationsinstruktioner. Cas9 skærer derefter DNA af bakterien på et bestemt sted, og det skæring udløser selvdestruktionsmekanismen i bakterien.

Den tredje tilgang, ved Synthetic Genomics, involverer oprettelse af "supercharged" fager, der indeholder snesevis af enzymer. Hvert enzym tilbyder sit eget unikke sæt fordele, herunder evnen til at camouflere fagene fra det humane immunsystem ved at nedbryde proteiner eller biofilm.

På trods af disse hidtil lovende resultater vil der være udfordringer med at bringe succesrige manipulerede fager på markedet. For eksempel er der en risiko for, at fager rent faktisk kan sprede gener for antibiotikaresistens over for ikke-resistente bakterier. Et andet potentielt problem er, at det kan tage et meget stort antal fager at behandle en infektion, hvilket igen kan udløse immunreaktioner, der ville sabotere behandlingen.

Læs hele historien her ...