CRISPR-Cas-systemet kan användas för att effektivt rikta mot kolitpatogen

Forskning vid North Carolina State University visar att CRISPR-Cas-systemet kan användas för att effektivt rikta och eliminera specifika tarmbakterier, i detta fall Clostridioides difficile, patogenen som orsakar kolit - en kronisk, degenerativ sjukdom i tjocktarmen.

I en proof-of-concept studie publicerad i tidskriften mBio , forskare kunde visa patogenreduktioner i experiment som utförts både på laboratoriebänken och hos möss.

Mikrobiologer från två olika NC State -högskolor samarbetade med NC State startföretag Locus Biosciences för att testa effektiviteten av att använda ett virus som kallas en bakteriofag för att bära ett programmerbart CRISPR för att specifikt rikta in och eliminera C. difficile -bakterier, ett sök-och-förstör uppdrag som har ett löfte om människors tarmhälsa.

Vi ville konstruera fager med självmålande CRISPR -nyttolaster och leverera dem till tarmen hos en organism som valts - i det här fallet en mus - för att få en fördelaktig inverkan på värdens hälsa och för att förebygga sjukdomar. "

Rodolphe Barrangou, Todd R. Klaenhammer Distinguished Professor of Food, Bioprocessing and Nutrition Sciences vid NC State och motsvarande författare till en uppsats

Co-motsvarande författare Casey M. Theriot, en biträdande professor i infektionssjukdom vid NC State, sade att användning - och överanvändning - av antibiotika ökar mottagligheten för C. difficile -infektion, eftersom antibiotika utplånar både goda och dåliga bakterier i tarmen. Återfall förekommer hos cirka 30% av de mänskliga patienter som behandlats med ett vanligt antibiotikum för att eliminera C. difficile.

"Vi måste rikta in den exakta patogenen utan att störa resten av mikrobiomet, och det är vad detta tillvägagångssätt gör, " Hon sa.

CRISPR -teknik har använts för att exakt ta bort eller klippa ut och ersätta specifika genetiska kodsekvenser i bakterier. CRISPR-metoden som används i denna studie involverade Cas3-proteiner som fungerade som ett arkadspel Pac-Man, Barrangou sa, chomping C. difficile bakterier och orsakar omfattande DNA -skada.

I labbet, CRISPR-Cas-systemen dödade effektivt C. difficile-bakterier. Efter det, forskarna testade detta tillvägagångssätt hos möss infekterade med C. difficile. Två dagar efter CRISPR -behandlingen, mössen visade minskade C. difficile -nivåer, men dessa nivåer växte tillbaka två dagar senare.

"C. difficile är verkligen svårt att arbeta med, därav dess namn, "Sa Theriot.

"Detta var ett positivt första steg i en lång process, "Barrangou sa." Resultaten av att använda fager för att leverera CRISPR -nyttolast öppnar nya vägar för andra infektionssjukdomar och därefter. "

Nästa steg inkluderar ominställning av fagen för att förhindra att C. difficile återvänder efter det första effektiva dödandet. Forskarna sa att framtida arbete också kommer att innebära att man utvecklar ett bibliotek med olika fager för olika C. difficile -stammar.

• Baylor College of Medicine och UH samarbetar för nya forskningssamarbeten
• Studien undersöker kognitiva fördelar med avokadokonsumtion för överviktiga eller överviktiga vuxna