Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Walka z antybiotykoopornością trwa
Rosnące zagrożenie oporności patogenów na antybiotyki wymaga opracowania nowych strategii przeciwbakteryjnych. Jednym z nowoczesnych podejść jest wprowadzenie modyfikacji genetycznych umożliwiających zwiększenie wrażliwości na stosowane antybiotyki, a nie bezpośrednie usuwanie takich szczepów. Omawiany system – CRISPR-Cas wprowadzany poprzez fagi doprowadza do niszczenia elementów odpowiedzialnych za pojawienie się nabytej oporności na antybiotyki.

System CRISPR-Cas (Clustered Regulary Interspaced Short Palindromic Repeats associated Cas system) ewoluował u prokariotów jako element służący do ochrony przed atakiem bakteriofagów czy niekontrolowanej replikacji egzogennych plazmidów. Stanowi on krótkie, powtarzające się elementy DNA z usytuowanymi segmentowymi fragmentami, tzw. „spacer DNA” powiązanymi z wcześniejszą ekspozycją na wirusy bakteryjne czy plazmidowe DNA. CRISPR często występuje w połączeniu z białkami Cas (odpowiedzialnymi za kodowanie elementów białkowych należących do tego systemu). Z tego powodu, CRISPR-Cas utożsamiany jest z elementami prokariotycznego układu immunologicznego. Odpowiedzialny jest on za usuwanie fagów oraz obcych cząsteczek plazmidowych, co odpowiada odporności nabytej. Elementy budujące system rozpoznają oraz rozcinają egzogenne cząsteczki pojawiające się wewnątrz komórek prokariotycznych. Sposób ten jest adekwatny do działania RNAi w komórkach eukariotycznych. Metoda ta jest często stosowana w celu edytowania poszczególnych genów poprzez regulację ich ekspresji, wprowadzenie modyfikacji czy wyciszanie.

Przeprowadzone badania wykazały, iż system ten może zostać wykorzystany w przypadku walki z antybiotykoopornością. W prezentowanej metodzie wykorzystuje się bakteriofagi – jako nośnik cząsteczek charakterystycznych dla systemu CRISPR-Cas. Umożliwia to usuwanie specyficznych fragmentów DNA wpływających na pojawienie się oporności na stosowana terapię. Co więcej osiągnięte zostało wybiórczy wpływ wyłącznie na komórki bakteryjne niewrażliwe na leczenie, przy braku wpływu na inne cząsteczki. W porównaniu do bezpośredniej terapii z użyciem bakteriofagów, w metodzie tej nie jest koniczne bezpośrednie ich wprowadzanie do organizmu czy tkanki. Ponadto, powiązana jest ona z pośrednim wpływem na eliminacje drobnoustrojów z organizmu – stymuluje ponowne uwrażliwienie bakterii na antybiotyki, które wymuszają ich zabijanie. Prezentowana strategia, mogłaby być stosowana w przypadku dezynfekcji powierzchni szpitalnych oraz rąk i skóry personelu medycznego. Co więcej, rozwiązanie to ogranicza transfer genów, co zwiększa ochronę przed rozprzestrzenianiem się antybiotykooporności wśród szczepów bakteryjnych. 

Źródła
  1.  Ido Yosef, Miriam Manor, Ruth Kiro, and Udi Qimron. Temperate and lytic bacteriophages programmed to sensitize and kill antibiotic-resistant bacteria. PNAS, 2015
  2.  Marraffini LA, Sontheimer EJ CRISPR interference limits horizontal gene transfer in staphylococci by targeting DNAScience (Dec 2008). 322 (5909): 1843–1845.
  3. Jeffry D Sander,  J Keith Joung CRISPR-Cas systems for editing, regulating and targeting genomes. Nature Biotechnology (2014) 32, 347–355
KOMENTARZE
Newsletter