Oamenii de știință au proiectat un instrument de editare a genomului care poate controla populația bacteriană din Microbiomul intestinal de șoareci vii 1.

Instrumentul – un fel de „editor de bază” – a schimbat gena țintă în mai mult de 90% din cazuriEscherichia colicolonie în intestinul șoarecelui fără ca gena modificată să formeze copii potențial dăunătoare ale acesteia. „Am visat să putem face acest lucru”, spune Xavier Duportet, un biolog sintetic care a co-fondat Eligo Bioscience, o companie de biotehnologie din Paris. Rezultatele au fost anunțate astăziNaturăpublicat.

Mai multe echipe de cercetare au încercat să facă modificări genetice bacteriilor intestinale la șoareci, dar realizarea acestui lucru în organism a fost o provocare. 4, 3, 2. Până acum, editorii de bază care schimbă o bază de nucleotide cu alta - de exemplu, conversia unui A într-un G - fără a rupe dubla catena ADN-ului nu au reușit să modifice suficient din populația bacteriană țintă pentru a fi eficienți. Acest lucru se datorează faptului că vectorii în care au fost livrați au vizat doar receptorii obișnuiți în bacteriile cultivate în laborator.

Sistem inovator de livrare

Pentru a depăși aceste obstacole, Duportet și colegii săi au construit un vehicul de livrare folosind componente ale unui bacteriofag - un virus care infectează bacteriile - pentru a ținti diverseE.coli-Receptorii țintă exprimați în mediul intestinal. Acest vector a purtat un editor de bază, specificulE.coli-genele vizate. Cercetătorii au rafinat, de asemenea, sistemul pentru a preveni replicarea și răspândirea genelor editate.

Echipa a introdus editorul de bază în șoareci și l-a folosit pentru a crea A înE.coli-Schimbarea genei care produce β-lactamaze – enzime care promovează rezistența bacteriană la diferite tipuri de antibiotice. La aproximativ opt ore după tratament, aproximativ 93% dintre bacteriile vizate au fost editate.

Cercetătorii au adaptat apoi editorul de bază, astfel încât să fie unE.coli-Genă care produce o proteină despre care se crede că joacă un rol în mai multe boli neurodegenerative și autoimune. Proporția bacteriilor modificate a fost de aproximativ 70% la trei săptămâni după tratament. În laborator, oamenii de știință au putut folosi, de asemenea, instrumentul pentru a identifica tulpini deE.colişiKlebsiella pneumoniaecare poate provoca pneumonie. Acest lucru sugerează că sistemul de editare poate fi adaptat la diferite tulpini și specii bacteriene.

Acest sistem de editare de bază reprezintă un „progres critic” în dezvoltarea instrumentelor care pot modifica bacteriile direct în intestin, spune Chase Beisel, inginer chimist la Institutul Helmholtz pentru Cercetarea infecțiilor pe bază de ARN din Würzburg, Germania. Studiul „deschide posibilitatea editării microbilor pentru a lupta împotriva bolilor, prevenind în același timp răspândirea ADN-ului manipulat”, adaugă el.

Următorul pas al lui Duportet și al colegilor săi este să dezvolte modele de șoarece cu boli cauzate de microbiom pentru a măsura dacă modificările specifice ale genelor au un impact pozitiv asupra sănătății lor.