NCSU, Locus Biosciences משתמשים בעריכת גנים כדי לחסל פתוגן הגורם לקוליטיס
תאריך פרסום:ראלי - מחקר באוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט מראה שניתן להשתמש במערכת CRISPR-Cas כדי למקד ולחסל ביעילות חיידקי מעיים ספציפיים, במקרה זה Clostridioides difficile, הפתוגן הגורם לקוליטיס - מחלה כרונית, ניוונית של המעי הגס.
במחקר הוכחת קונספט שפורסם בכתב העת mBio, חוקרים הצליחו להראות הפחתות של פתוגנים בניסויים שנערכו הן על ספסל המעבדה והן בעכברים.
מיקרוביולוגים משתי מכללות שונות במדינת NC חברו לחברת הסטארט-אפ של NC State Locus Biosciences כדי לבדוק את היעילות של שימוש בנגיף הנקרא בקטריופאג כדי לשאת CRISPR הניתן לתכנות למיקוד ספציפי ולחסל C. difficile חיידקים, משימת חיפוש והשמדה שיש בה הבטחה לבריאות המעיים האנושית.
"רצינו להנדס פאגים עם מטענים עצמיים של CRISPR ולהעביר אותם למעיים של אורגניזם מועדף - במקרה זה עכבר - כדי להשפיע לטובה על בריאות המארח ולמנוע מחלות", אמר רודולף ברנגו. טוד ר. Klaenhammer פרופסור מכובד למדעי מזון, עיבוד ביולוגי ותזונה במדינת NC ומחבר משותף של מאמר המתאר את המחקר.
הסופר המתכתב, קייסי מ. ת'ריוט, עוזר פרופסור למחלות זיהומיות במדינת NC, אמר ששימוש - ושימוש יתר - באנטיביוטיקה מגבירים את הרגישות למחלות זיהומיות C. difficile זיהום, שכן אנטיביוטיקה מחסלת חיידקים טובים ורעים במעיים. הישנות מתרחשות בחלק מ-30% של חולים אנושיים שטופלו באנטיביוטיקה סטנדרטית כדי לחסל C. difficile.
"אנחנו צריכים למקד את הפתוגן המדויק מבלי להפריע לשאר המיקרוביום, וזה מה שהגישה הזו עושה", אמרה.
נעשה שימוש בטכנולוגיות CRISPR כדי להסיר או לחתוך במדויק ולהחליף רצפי קוד גנטי ספציפיים בחיידקים. שיטת CRISPR ששימשה במחקר זה כללה חלבוני Cas3 שפעלו כמו משחק ארקייד Pac-Man, אמר Barrangou, chomping C. difficile חיידקים וגרימת נזק רב ל-DNA.
במעבדה, מערכות CRISPR-Cas הרגו למעשה C. difficile בַּקטֶרִיָה. לאחר מכן, החוקרים בדקו גישה זו בעכברים שנדבקו ב C. difficile. יומיים לאחר טיפול CRISPR, העכברים הראו מופחתים C. difficile רמות, אבל הרמות הללו גדלו בחזרה יומיים לאחר מכן.
"C. difficile ממש קשה לעבוד איתו, ומכאן שמו", אמר ת'ריוט.
"זה היה צעד ראשון חיובי בתהליך ארוך", אמר ברנגו. "התוצאות של שימוש בפאג'ים כדי לספק מטענים של CRISPR פותחות אפיקים חדשים למחלות זיהומיות אחרות ומעבר לכך."
השלבים הבאים כוללים עיבוד מחדש של הפאג כדי למנוע C. difficile מלחזור לאחר ההרג האפקטיבי הראשוני. החוקרים אמרו שעבודה עתידית תהיה כרוכה גם בפיתוח ספרייה של פאג'ים שונים עבור שונים C. difficile זנים.
העבודה מומנה על ידי Locus Biosciences. ברנגו היה מנהל המדעי הראשי של החברה לאחר שהקים אותה. Theriot הוא יועץ מדעי לחברה. המחבר הראשי קורט סלה עבד במעבדתו של ברנגו כסטודנט לתואר שני; המחבר הראשי ג'ושוע פלטשר עובד במעבדת Theriot כעמית פוסט-דוקטורט. מחברים שותפים נוספים כוללים את האנה טוסון, דניאל שמידט, לאנה מקמילן, גוורינאראיאני ס. ורידהמבל ודיוויד ג'י אוסטראוט מ-Locus Biosciences; אליסה ריברה ממדינת NC; סטפני מונטגומרי מ-UNC-Chapel Hill; ולואי-צ'ארלס פורטייר מאוניברסיטת שרברוק בקנדה.