NCSU, Locus Biosciences utilizza l'editing genetico per eliminare gli agenti patogeni che causano la colite
Data di pubblicazione:RALEIGH – La ricerca presso la North Carolina State University mostra che il sistema CRISPR-Cas può essere utilizzato per colpire ed eliminare efficacemente batteri intestinali specifici, in questo caso Clostridioides difficile, l'agente patogeno che causa la colite, una malattia cronica e degenerativa del colon.
In uno studio di prova pubblicato sulla rivista mBio, i ricercatori sono stati in grado di mostrare riduzioni degli agenti patogeni negli esperimenti condotti sia sul banco di laboratorio che sui topi.
Microbiologi di due diversi college statali della NC hanno collaborato con la società startup dello stato della NC Bioscienze del locus testare l’efficacia dell’utilizzo di un virus chiamato batteriofago per trasportare un CRISPR programmabile per mirare ed eliminare in modo specifico C. difficile batteri, una missione di ricerca e distruzione che promette bene per la salute dell’intestino umano.
“Volevamo progettare fagi con carichi utili CRISPR auto-bersagliati e consegnarli all’intestino di un organismo di nostra scelta – in questo caso un topo – per avere un impatto benefico sulla salute dell’ospite e prevenire le malattie”, ha affermato Rodolphe Barrangou, il Todd R. Klaenhammer Distinguished Professor of Food, Bioprocessing and Nutrition Sciences presso NC State e co-autore corrispondente di un articolo che descrive la ricerca.
L’autore co-corrispondente Casey M. Theriot, assistente professore di malattie infettive presso la NC State, ha affermato che l’uso – e l’abuso – di antibiotici aumenta la suscettibilità alle malattie infettive. C. difficile infezione, poiché gli antibiotici eliminano sia i batteri buoni che quelli cattivi nell’intestino. Le ricadute si verificano in alcuni pazienti umani trattati con un antibiotico standard da eliminare C. difficile.
"Dobbiamo prendere di mira l'agente patogeno preciso senza disturbare il resto del microbioma, ed è ciò che fa questo approccio", ha affermato.
Le tecnologie CRISPR sono state utilizzate per rimuovere o tagliare e sostituire con precisione specifiche sequenze di codice genetico nei batteri. Il metodo CRISPR utilizzato in questo studio ha coinvolto proteine Cas3 che si comportavano come un gioco arcade Pac-Man, ha detto Barrangou, masticando C. difficile batteri e causando danni estesi al DNA.
In laboratorio, i sistemi CRISPR-Cas sono stati effettivamente uccisi C. difficile batteri. Successivamente, i ricercatori hanno testato questo approccio nei topi infetti C. difficile. Due giorni dopo il trattamento CRISPR, i topi hanno mostrato una riduzione C. difficile livelli, ma quei livelli sono cresciuti due giorni dopo.
“C. difficile è davvero difficile da lavorare, da qui il suo nome”, ha detto Theriot.
"Questo è stato un primo passo positivo in un lungo processo", ha detto Barrangou. “I risultati dell’utilizzo dei fagi per fornire carichi utili CRISPR aprono nuove strade per altre malattie infettive e oltre”.
I prossimi passi includono la riorganizzazione del fago per prevenire C. difficile dal ritornare dopo l'effettivo omicidio iniziale. I ricercatori hanno affermato che il lavoro futuro comporterà anche lo sviluppo di una libreria di fagi diversi per vari tipi C. difficile tensioni.
Il lavoro è stato finanziato da Locus Biosciences. Barrangou è stato direttore scientifico dell'azienda dopo averla cofondata. Theriot è un consulente scientifico dell'azienda. Il coautore principale Kurt Selle ha lavorato nel laboratorio di Barrangou come studente laureato; il coautore principale Joshua Fletcher lavora nel laboratorio Theriot come borsista post-dottorato. Altri coautori includono Hannah Tuson, Daniel Schmidt, Lana McMillan, Gowrinarayani S. Vridhambal e David G. Ousterout di Locus Biosciences; Alissa Rivera dello stato del NC; Stephanie Montgomery dell'UNC-Chapel Hill; e Louis-Charles Fortier dell'Università di Sherbrooke in Canada.