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 ottenuti dalle aziende nell'utilizzo di CRISPR per progettare virus per uccidere i batteri. Una delle potenziali applicazioni più interessanti per questi virus, chiamati batteriofagi, sarebbe quella di uccidere i batteri che sono diventati resistenti agli antibiotici. Almeno due delle aziende mirano ad avviare studi clinici su questi virus ingegnerizzati entro 18-24 mesi.
L'uso dei 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 negli esseri umani, 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, perché i batteri possono, e spesso lo fanno, evolversi rapidamente.
Tuttavia, usando CRISPR ingegnerizzarli è decisamente innovativo. Rende i virus letali in modo univoco per i batteri più pericolosi del mondo e i test iniziali hanno salvato la vita dei topi infettati da infezioni resistenti agli antibiotici che alla fine li avrebbero uccisi. ha spiegato l'oratore della conferenza Rodolphe Barrangou, direttore scientifico di Locus Biosciences.
Questa capacità ha portato i ricercatori di almeno due società a utilizzare CRISPR nel tentativo di ribaltare la situazione sui batteri resistenti agli antibiotici. Entrambe le società citano il trattamento delle infezioni batteriche legate a malattie gravi come obiettivo primario. Alla fine, intendono progettare virus che consentirebbero 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 trovano 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 utilizzando CRISPR per inviare DNA che creerà RNA guida modificati per trovare pezzi del gene della resistenza agli antibiotici. Dopo che il virus ha infettato il batterio e l'RNA guida si è collegato al gene di resistenza, il batterio produce un enzima che uccide i fagi chiamato Cas3. Questa è la solita risposta del batterio, solo in questo caso la distrugge proprio sequenza genetica resistente agli antibiotici. Nel tempo Cas3 distrugge tutto il DNA e il batterio muore.
Un'altra azienda, 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 recide il file 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 la propria serie unica di vantaggi, inclusa la capacità di camuffare i fagi dal sistema immunitario umano scomponendo proteine o biofilm.
Nonostante questi risultati promettenti finora, ci saranno delle 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 saboterebbero il trattamento.
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