NCSU, Locus Biosciences käyttää geenimuokkausta koliittia aiheuttavan patogeenin eliminoimiseksi
Julkaisupäivä:RALEIGH – Pohjois-Carolinan osavaltion yliopiston tutkimus osoittaa, että CRISPR-Cas-järjestelmän avulla voidaan tehokkaasti kohdistaa ja eliminoida tiettyjä suolistobakteereja, tässä tapauksessa Clostridioides difficile, patogeeni, joka aiheuttaa paksusuolentulehdusta – kroonista, rappeuttavaa paksusuolen sairautta.
Tässä lehdessä julkaistussa konseptin todistetutkimuksessa mBio, tutkijat pystyivät osoittamaan patogeenien vähenemistä kokeissa, jotka suoritettiin sekä laboratoriopenkillä että hiirillä.
Mikrobiologit kahdesta eri NC State -opistosta työskentelivät NC State startup -yrityksen kanssa Locus Biosciences testata tehokkuutta käyttää virusta, jota kutsutaan bakteriofaagiksi ohjelmoitavan CRISPR:n kuljettamiseen erityisesti kohdentamiseksi ja poistamiseksi C. difficile bakteerit, etsintä ja tuhoamistehtävä, joka lupaa ihmisten suoliston terveyttä.
"Halusimme suunnitella faageja itsekohdistuvilla CRISPR-hyötykuormilla ja toimittaa ne valitun organismin - tässä tapauksessa hiiren - suolistoon, jotta niillä olisi myönteinen vaikutus isännän terveyteen ja sairauksien ehkäiseminen", sanoi Rodolphe Barrangou. Todd R. Klaenhammer elintarvike-, biokäsittely- ja ravitsemustieteiden arvostettu professori NC Statessa ja tutkimusta kuvaavan paperin kirjoittaja.
Kirjeenvaihtajakirjailija Casey M. Theriot, infektiotautien apulaisprofessori NC Statessa, sanoi, että antibioottien käyttö – ja liikakäyttö – lisää herkkyyttä C. difficile infektio, koska antibiootit pyyhkivät pois sekä hyvät että huonot bakteerit suolistosta. Uusiutumista esiintyy noin 30% ihmispotilailla, joita hoidetaan tavanomaisella antibiootilla eliminoimiseksi C. difficile.
"Meidän täytyy kohdistaa tarkka patogeeni häiritsemättä muuta mikrobiomia, ja tämä lähestymistapa tekee sen", hän sanoi.
CRISPR-teknologioita on käytetty bakteerien tiettyjen geneettisten koodisekvenssien tarkkaan poistamiseen tai leikkaamiseen ja korvaamiseen. Tässä tutkimuksessa käytetty CRISPR-menetelmä sisälsi Cas3-proteiineja, jotka toimivat kuin arcade-peli Pac-Man, Barrangou sanoi. C. difficile bakteereja ja aiheuttaa laajoja DNA-vaurioita.
Laboratoriossa CRISPR-Cas-järjestelmät tappoivat tehokkaasti C. difficile bakteerit. Sen jälkeen tutkijat testasivat tätä lähestymistapaa hiirillä, jotka olivat saaneet tartunnan C. difficile. Kaksi päivää CRISPR-hoidon jälkeen hiiret osoittivat vähentymistä C. difficile tasoilla, mutta ne nousivat takaisin kaksi päivää myöhemmin.
"C. difficile on todella vaikea työskennellä, siitä sen nimi", Theriot sanoi.
"Tämä oli myönteinen ensimmäinen askel pitkässä prosessissa", Barrangou sanoi. "Tulokset faagien käytöstä CRISPR-hyötykuormien toimittamiseen avaavat uusia väyliä muille tartuntataudeille ja muille."
Seuraavat vaiheet sisältävät faagin uudelleentyökalun estämiseksi C. difficile palaamasta alkuperäisen tehokkaan tappamisen jälkeen. Tutkijat sanoivat, että tulevaan työhön kuuluu myös eri faagien kirjaston kehittäminen erilaisille C. difficile kannat.
Työn rahoitti Locus Biosciences. Barrangou oli yrityksen tieteellinen johtaja sen jälkeen, kun hän oli perustanut sen. Theriot on yrityksen tieteellinen neuvonantaja. Pääkirjoittaja Kurt Selle työskenteli Barrangoun laboratoriossa jatko-opiskelijana; johtava toinen kirjoittaja Joshua Fletcher työskentelee Theriot-laboratoriossa post doc-stipendiaattina. Muita kirjoittajia ovat Hannah Tuson, Daniel Schmidt, Lana McMillan, Gowrinarayani S. Vridhambal ja David G. Ousterout Locus Biosciencesista; Alissa Rivera NC osavaltiosta; Stephanie Montgomery UNC-Chapel Hillistä; ja Louis-Charles Fortier University de Sherbrookesta Kanadasta.