Технологию CRISPR планируют использовать против супербактерий
Устойчивость бактерий к антибиотикам представляет глобальную угрозу, так как возбуждаемые ими заболевания поддаются лечению сложнее или не поддаются вообще. В новом исследовании ученые предлагают использовать технологию редактирование генов CRISPR, но не для людей — а для микробов. Они считают, что это снова сделает микроорганизмы уязвимыми к лекарствам, сообщает портал EurekAlert со ссылкой на Европейское общество клинической микробиологии и инфекционных заболеваний.
Технология «молекулярных ножниц» CRISPR/Cas9 была предложена еще в 2012 году для целенаправленного редактирования генов, а в 2020-м ее создатели получили Нобелевскую премию. Благодаря методу стало значительно проще вносить изменения в геном организмов: достаточно разрезать любую молекулу ДНК в определенном месте и удалить нежелательные гены либо добавить новые. А в конце прошлого года первая страна, Великобритания, одобрила лечение людей с помощью этой методики.
«Мы используем системы CRISPR в качестве инновационной стратегии, которая вызывает гибель бактериальных клеток или препятствует проявлению устойчивости к антибиотикам — оба варианта перспективны в качестве новых противомикробных средств», — отмечает один из авторов метода Родриго Ибарра-Чавес из Копенгагенского университета (Дания).
Он поясняет, что для этих целей можно адаптировать мобильные генетические элементы (МГЭ). В обычной ситуации эти части бактериального генома могут перемещаться в другие клетки, например, в организм зараженного человека. Также происходит обмен такими элементами между микроорганизмами. Сейчас ученые считают этот обмен генами одним из факторов, влияющих на эволюцию бактерий — а она происходит очень быстро.
И вот, если определенным образом «запрограммировать» МГЭ и проработать механизм доставки к нужному виду бактерий, то удастся изменить эти микроорганизмы образом, который нужен ученым.
Одним из способов может быть использование МГЭ, ассоциируемых с бактериофагами — это особый тип вирусов, которые заражают и уничтожают бактерии. Одна из их особенностей в том, что они оказывают особое давление на некоторые клетки, а те напрямую связаны с эффективностью антибиотиков. Бактериофаги очень стабильны, их легко транспортировать и использовать в медицинских учреждениях, если правильно подобрать способ применения.
Сейчас Ибарра-Чавес и его коллеги планируют практическую апробацию новой методики лечения. Первыми целями выбраны золотистый стафилококк и кишечная палочка.
Однако у этого способа есть серьезные риски, отмечает Ибрагим Битар, доцент кафедры микробиологии медицинского факультета и клиники Западночешского университета в Пльзене (Чехия). Дело в том, что метод еще не внедрен, а бактерии уже, от природы, обладают встроенными системами анти-CRISPR, которые теоретически могут устранить ущерб от новой методики.
«В этом методе используется концепция возвращения восприятия у бактерий, чтобы можно было не разрабатывать новые, а снова использовать уже доступные антибиотики. Тем не менее, бактериальные пути всегда сложны, и такие системы всегда жестко регулируются несколькими путями [при эволюции бактерий]. Эти регулируемые пути необходимо тщательно изучить, чтобы избежать активации систем анти-CRISPR и, следовательно, не сделать бактерии еще более неуязвимыми», — пояснил он.
