CRISPR-Cas system kan brukes til effektivt å målrette mot kolittpatogen

Forskning ved North Carolina State University viser at CRISPR-Cas-systemet kan brukes til effektivt å målrette og eliminere spesifikke tarmbakterier, i dette tilfellet Clostridioides difficile, patogenet som forårsaker kolitt - en kronisk, degenerativ tarmsykdom.

I en proof-of-concept studie publisert i tidsskriftet mBio , forskere var i stand til å vise patogenreduksjoner i eksperimenter utført både på laboratoriebenken og hos mus.

Mikrobiologer fra to forskjellige NC State -høyskoler gikk sammen med NC State -oppstartsselskapet Locus Biosciences for å teste effektiviteten av å bruke et virus kalt en bakteriofag for å bære et programmerbart CRISPR for å spesifikt målrette og eliminere C. difficile -bakterier, et søk-og-ødelegge oppdrag som lover for menneskers tarmhelse.

Vi ønsket å konstruere fager med selvmålrettende CRISPR -nyttelast og levere dem til tarmen til en organisme som er valgt - i dette tilfellet en mus - for å ha en gunstig innvirkning på vertshelsen og for å forhindre sykdom. "

Rodolphe Barrangou, Todd R. Klaenhammer Distinguished Professor of Food, Bioprosessering og ernæringsvitenskap ved NC State og medkorresponderende forfatter av et papir

Co-tilsvarende forfatter Casey M. Theriot, en assisterende professor i smittsom sykdom ved NC State, sa at bruk - og overforbruk - av antibiotika øker mottakeligheten for C. difficile infeksjon, som antibiotika tørker ut både gode og dårlige bakterier i tarmen. Tilbakefall forekommer hos rundt 30% av menneskelige pasienter behandlet med et standard antibiotikum for å eliminere C. difficile.

"Vi må målrette mot det presise patogenet uten å forstyrre resten av mikrobiomet, og det er hva denne tilnærmingen gjør, " hun sa.

CRISPR -teknologier har blitt brukt til å fjerne eller kutte og erstatte spesifikke genetiske kodesekvenser i bakterier. CRISPR-metoden som ble brukt i denne studien involverte Cas3-proteiner som fungerte som et arkadespill Pac-Man, Barrangou sa, chomping C. difficile bakterier og forårsaker omfattende DNA -skade.

I laboratoriet, CRISPR-Cas-systemene drepte effektivt C. difficile-bakterier. Etter det, forskerne testet denne tilnærmingen hos mus infisert med C. difficile. To dager etter CRISPR -behandlingen, musene viste reduserte C. difficile nivåer, men disse nivåene vokste tilbake to dager senere.

"C. difficile er veldig vanskelig å jobbe med, derav navnet, "Sa Theriot.

"Dette var et positivt første skritt i en lang prosess, "Barrangou sa." Resultatene av å bruke fager til å levere CRISPR -nyttelast åpner nye veier for andre smittsomme sykdommer og videre. "

Neste trinn inkluderer omskoling av fagen for å forhindre C. difficile i å komme tilbake etter den første effektive drapet. Forskerne sa at fremtidig arbeid også vil innebære å utvikle et bibliotek med forskjellige fag for forskjellige C. difficile -stammer.

• Baylor College of Medicine og UH slår seg sammen for nye forskningssamarbeid
• Studien utforsker kognitive fordeler med avokadoforbruk for overvektige eller overvektige voksne