Gli scienziati usano CRISPR per modificare i virus che uccidono i batteri resistenti agli antibiotici

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Usi virus OGM per uccidere i batteri? Questa è una scatola di Pandora che potrebbe non chiudersi mai. Gli scienziati hanno già avvertito delle conseguenze sciatte e indesiderate dell'utilizzo del CRISPR per modificare il DNA, ma ora l'ingegneria genetica dei virus per causare interruttori della morte ignora completamente tali avvertimenti. Editor TN

All'inizio di questo mese, l'annuale Conferenza CRISPR 2017 si è tenuto presso la Montana State University. I partecipanti sono stati i primi a conoscere i successi che le aziende hanno avuto utilizzando CRISPR per progettare virus per uccidere i batteri. Una delle potenziali applicazioni più interessanti per questi virus, chiamati batteriofagi, sarebbe uccidere i batteri che sono diventati resistenti agli antibiotici. Almeno due delle aziende mirano ad avviare studi clinici su questi virus ingegnerizzati entro 18 a 24 mesi.

L'uso di batteriofagi non è nuovo. In passato, sono stati isolati in natura e purificati per l'uso. Sebbene i batteriofagi siano considerati sicuri ed efficaci per l'uso nell'uomo, poiché si trovano in natura, la ricerca su di essi è stata lenta. Le nuove scoperte non possono essere brevettate e, inoltre, queste scoperte possono anche essere transitorie, poiché i batteri possono, e spesso lo fanno, evolversi rapidamente.

Tuttavia, usando CRISPR progettarli è decisamente innovativo. Rende i virus unicamente letali per i batteri più pericolosi del mondo e i primi test hanno salvato la vita ai topi infettati da infezioni resistenti agli antibiotici che li avrebbero infine uccisi, ha spiegato l'oratore della conferenza Rodolphe Barrangou, direttore scientifico di Locus Biosciences.

Questa capacità ha portato i ricercatori di almeno due aziende a utilizzare CRISPR nel tentativo di ribaltare i batteri resistenti agli antibiotici. Entrambe le società citano come obiettivo primario il trattamento delle infezioni batteriche legate a malattie gravi. Alla fine, intendono progettare virus che consentano loro di fare molto di più adottando un approccio di precisione al microbioma umano nel suo insieme. L'idea sarebbe quella di rimuovere selettivamente tutti i batteri che si presentano naturalmente e sono stati associati a varie condizioni di salute. Questo potrebbe essere qualsiasi cosa, dall'autismo all'obesità, e forse anche alcune forme di cancro.

Interruttori di autodistruzione

Una società, Locus, sta usando CRISPR per inviare DNA che creerà RNA guida modificati per trovare pezzi del gene di resistenza agli antibiotici. Dopo che il virus ha infettato il batterio e l'RNA guida si è collegato al gene della resistenza, il batterio produce un enzima che uccide i fagi chiamato Cas3. Questa è la solita risposta del batterio, solo in questo caso ne distrugge la sua proprio sequenza genetica resistente agli antibiotici. Nel tempo Cas3 distrugge tutto il DNA e il batterio muore.

Un'altra società, Eligo Bioscience, sta adottando un approccio leggermente diverso. Il team ha scelto di inserire il DNA che crea gli RNA guida (questa volta con l'enzima batterico Cas9), che rimuove tutte le istruzioni di replicazione genetica. Cas9 quindi taglia il DNA del batterio in un punto specifico e quel taglio innesca il meccanismo di autodistruzione nel batterio.

Il terzo approccio, di Synthetic Genomics, prevede la creazione di fagi "sovralimentati" che contengono dozzine di enzimi. Ogni enzima offre una serie unica di vantaggi, tra cui la capacità di mimetizzare i fagi dal sistema immunitario umano abbattendo proteine ​​o biofilm.

Nonostante questi risultati promettenti finora, ci saranno sfide per portare sul mercato i fagi ingegnerizzati di successo. Ad esempio, esiste il rischio che i fagi possano effettivamente diffondere geni per la resistenza agli antibiotici a batteri non resistenti. Un altro potenziale problema è che potrebbe essere necessario un numero molto elevato di fagi per trattare un'infezione, che a sua volta potrebbe innescare reazioni immunitarie che potrebbero sabotare il trattamento.

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