يقوم العلماء بتحرير جينات البكتيريا المعوية في الفئران الحية

صمم العلماء أداة لتحرير الجينوم يمكنها التحكم في التجمعات البكتيرية في الجسم الميكروبيوم المعوي من الفئران الحية ¹.

وقد غيّرت هذه الأداة - وهي نوع من "محرر القاعدة" - الجين المستهدف في أكثر من 90% من الحالاتالإشريكية القولونيةمستعمرة في أمعاء الفأر دون أن يشكل الجين المعدل نسخًا ضارة محتملة من نفسه. يقول كزافييه دوبورتيت، عالم الأحياء الاصطناعية الذي شارك في تأسيس شركة إليجو بيوساينس، وهي شركة للتكنولوجيا الحيوية في باريس: "كنا نحلم بالقدرة على القيام بذلك". وتم إعلان النتائج اليومطبيعةنشرت.

حاولت عدة فرق بحثية إجراء تغييرات جينية على بكتيريا الأمعاء لدى الفئران، لكن تحقيق ذلك في الجسم كان أمرًا صعبًا. ^{4, 3, 2}. حتى الآن، لم يتمكن محررو القواعد الذين يستبدلون قاعدة نيوكليوتيد بأخرى - على سبيل المثال، تحويل A إلى G - دون كسر الشريط المزدوج للحمض النووي، من تعديل ما يكفي من التجمعات البكتيرية المستهدفة لتكون فعالة. وذلك لأن النواقل التي تم تسليمها فيها تستهدف فقط المستقبلات الشائعة في البكتيريا المزروعة في المختبر.

نظام التسليم المبتكر

وللتغلب على هذه العقبات، قام دوبورتيت وزملاؤه ببناء وسيلة توصيل باستخدام مكونات العاثيات - وهو فيروس يصيب البكتيريا - لاستهداف مختلف أنواع البكتيريا.الإشريكية القولونية- المستقبلات المستهدفة المعبر عنها في البيئة المعوية. يحمل هذا المتجه محررًا أساسيًا محددًاالإشريكية القولونية-الجينات المستهدفة. وقام الباحثون أيضًا بتحسين النظام لمنع الجينات المعدلة من التكاثر والانتشار.

أدخل الفريق المحرر الأساسي إلى الفئران واستخدمه لإنشاء A فيالإشريكية القولونية- تغيير الجين الذي ينتج إنزيمات بيتا لاكتاماز التي تعزز مقاومة البكتيريا لأنواع مختلفة من المضادات الحيوية. وبعد حوالي ثماني ساعات من العلاج، تم تحرير حوالي 93% من البكتيريا المستهدفة.

ثم قام الباحثون بتعديل المحرر الأساسي بحيث يكون ملفًاالإشريكية القولونية- الجين الذي ينتج بروتينًا يُعتقد أنه يلعب دورًا في العديد من أمراض التنكس العصبي وأمراض المناعة الذاتية. وكانت نسبة البكتيريا المحررة حوالي 70% بعد ثلاثة أسابيع من العلاج. وفي المختبر، تمكن العلماء أيضًا من استخدام الأداة لتحديد سلالات الفيروسالإشريكية القولونيةوالكلبسيلة الرئويةوالتي يمكن أن تسبب الالتهاب الرئوي. وهذا يشير إلى أنه يمكن تكييف نظام التحرير مع سلالات وأنواع بكتيرية مختلفة.

يمثل نظام تحرير القاعدة هذا "تقدمًا حاسمًا" في تطوير الأدوات التي يمكنها تعديل البكتيريا مباشرة في الأمعاء، كما يقول تشيس بيزل، وهو مهندس كيميائي في معهد هيلمهولتز لأبحاث العدوى المعتمدة على الحمض النووي الريبي (RNA) في فورتسبورج بألمانيا. ويضيف أن الدراسة "تفتح إمكانية تعديل الميكروبات لمحاربة الأمراض مع منع انتشار الحمض النووي الذي تم التلاعب به".

تتمثل الخطوة التالية لدوبورتيت وزملائه في تطوير نماذج الفئران المصابة بالأمراض التي يسببها الميكروبيوم لقياس ما إذا كانت التعديلات الجينية المحددة لها تأثير إيجابي على صحتها.