?

Log in

No account? Create an account
поговорим

alexandr_palkin


МИРОСТРОИТЕЛЬСТВО

Будущее России рождается в каждом из нас


Previous Entry Поделиться Пожаловаться Next Entry
Модифицированные бактериофаги обезвреживают супербактерии устойчивые к антибиотикам
Для Вас
alexandr_palkin

Модифицированные вирусы доставляют смерть антибиотикорезистентным бактериям

Инженерные микробы превращают иммунную реакцию бактерий в себя с помощью CRISPR.

Сара Риардон

21 июня 2017 г. Исправлено: 21 июня 2017 г.

Фаги (зеленые) нападают на бактерию (оранжевый). Исследователи надеются использовать модифицированные версии этих вирусов для борьбы с резистентностью к антибиотикам.


Генетически модифицированные вирусы, которые заставляют бактерии убивать себя, могут стать следующим шагом в борьбе с антибиотикорезистентными инфекциями.


Согласно данным презентации на конференции «CRISPR 2017» в Биг-Ски, штат Монтана, на прошлой неделе несколько компаний разработали такие вирусы, называемые бактериофагами, для использования системы редактирования генов CRISPR для уничтожения конкретных бактерий. Эти компании могут начать клинические испытания терапии сразу же в следующем году.


Первоначальные тесты сохранили мышей от антибиотикорезистентных инфекций, которые в противном случае их убили бы, заявил на конференции Родольф Барранго, главный научный сотрудник Locus Biosciences в Исследовательском треугольном парке, Северная Каролина.


Бактериофаги из дикой природы, выделенные и очищенные, уже давно используются для лечения инфекций у людей, особенно в Восточной Европе. Эти вирусы заражают только определенные виды или штаммы бактерий, поэтому они оказывают меньшее влияние на естественное микробное сообщество человеческого организма или микробиома, чем антибиотики. Они также считаются очень безопасными для использования людьми.


Но развитие фаговой терапии было медленным, отчасти потому, что эти вирусы встречаются естественным образом и поэтому не могут быть запатентованы. Бактерии могут также быстро развивать устойчивость к естественным фагам, то есть исследователи должны были бы постоянно изолировать новых, способных победить тот же бактериальный штамм или вид. И регуляторным органам будет сложно постоянно одобрять каждое новое обращение.


Смерть, связанная с CRISPR


Чтобы избежать этих проблем, Locus и несколько других компаний разрабатывают фаги, которые превращают бактериальную иммунную систему, известную как CRISPR, против самой себя. В фазах Locus, которые нацелены на бактерии, устойчивые к антибиотикам, система CRISPR включает ДНК с инструкциями для модифицированных направляющих РНК, которые находятся дома на части антибиотикорезистентного гена. Как только фаг заражает бактерию, направляющая РНК защелкивается на ген устойчивости. Это побуждает фермент под названием Cas3, который бактерия обычно производит для уничтожения фагов, чтобы уничтожить эту генетическую последовательность. Cas3 в конечном итоге уничтожает всю ДНК, убивая бактерии. «Сейчас я вижу некоторую иронию в использовании фагов для уничтожения бактерий», - говорит Баррангоу.


Другая компания, Eligo Bioscience в Париже, использует подобный подход. Он удалил все генетические инструкции, которые позволяют фагам реплицироваться, и вставил ДНК, которая кодирует направляющие РНК и бактериальный фермент Cas9. Cas9 разрезает ДНК бактерий в определенном месте, и разрыв вызывает бактерию для саморазрушения. Система будет нацелена на возбудители кишечника человека, говорит главный исполнительный директор Eligo Ксавьер Дюпорте, хотя он отказался уточнить, какие именно.


Обе компании надеются начать клинические испытания через 18-24 месяца. Их первая цель - лечить бактериальные инфекции, которые вызывают тяжелое заболевание. Но в конечном итоге они хотят разработать фаги, которые позволяют им точно спроектировать человеческий микробиом, удаляя природные бактерии, связанные с такими состояниями, как ожирение, аутизм и некоторые виды рака.


Оба Barrangou и Duportet признают, что на данный момент причинно-следственные связи между микробиомом человека и этими условиями в лучшем случае незначительны. Но они надеются, что к тому моменту, когда их терапия окажется надежной и эффективной для людей, ссылки будут лучше поняты. Фаги также могут позволить исследователям манипулировать микробиомами экспериментальных животных, что может помочь им распутать, как определенные бактерии влияют на такие условия, как аутизм, говорит Тимоти Лу, синтетический биолог Массачусетского технологического института в Кембридже и соучредитель Eligo ,


Инженерное решение


Другие компании работают над тем, чтобы заставить фаги выполнять разные задачи. «Фазы с наддувом», созданные группой Synthetic Genomics в Ла-Холле, штат Калифорния, могут содержать десятки специальных функций, включая ферменты, которые разрушают биопленки или белки, которые помогают скрыть фаги от иммунной системы человека.


Но сконструированным фагам все же приходится преодолевать некоторые препятствия.
Лечение инфекции может потребовать большого количества фагов, говорит Элизабет Каттер, микробиолог из Государственного колледжа Evergreen в Олимпии, штат Вашингтон, и неясно, вызовет ли это иммунные реакции, некоторые из которых могут помешать лечению. Фаги также могут переносить гены, устойчивые к антибиотикам, к неустойчивым бактериям, отмечает она.


Лу добавляет, что бактерии могут все еще развивать устойчивость даже к разработанным фагам. Поэтому исследователи могут часто модифицировать свои фаги, чтобы не отставать от бактериальных мутаций.


Но по мере распространения резистентности к антибиотикам, говорит Каттер, будет много места для как разработанных фагов, так и естественных фаговых терапий, которые также растут в популярности. «Я думаю, что они дополнят то, что может быть сделано естественными фагами, которые были разработаны на протяжении сотен тысяч лет», - говорит она.



Nature 546, 586-587 (29 июня 2017 года) doi: 10.1038 / nature.2017.22173

Исправление:

В этой статье изначально было указано, что фаги, синтезированные Synthetic Genomics, подавляют иммунную систему человека. Вместо этого фаги могут скрыться от иммунной системы. Текст был исправлен, чтобы отразить это.

http://www.nature.com/news/modified-viruses-deliver-death-to-antibiotic-resistant-bacteria-1.22173