У нас заканчиваются антибиотики, чтобы лечить резистентные к лекарственным средствам бактерии, которые былипоявление в последние годы. В одних только США, резистентный к лекарственным средствам туберкулез, стафилококк и другойсупервирусы заражают более чем 2 миллиона человек и уносят по крайней мере 23 000 жизней каждый год. Теперь новое исследованиепоказывает, как инженеры нашли способ включить одно из собственного оружия супервирусовсамостоятельно.Супервирусы как MRSA получили гены, делающие их фактически неизлечимыми с антибиотиками.
Сочиняя по своей природе Биотехнологию, Тимоти Лу, адъюнкт-профессора биопрепарататехническая и электротехника и информатика в Институте МассачусетсаТехнология (MIT) и коллеги объясняет, как они использовали CRISPR (группируемый, регулярно делал интервалы в коротких рецидивирующих повторениях) – редактирующая ген система этоиспользование бактерий, чтобы защитить от вирусной атаки – чтобы предназначаться для самих супервирусов.Большинство антибиотиков работает путем разрушения существенных бактериальных процессов как клеточное деление и белоксинтез. Но супервирусы как MRSA (устойчивый к метицилину золотистый стафилококк) и CRE(устойчивый к карбапенеме Enterobacteriaceae), получили гены, делающие их фактическинеизлечимый с препаратами та работа таким образом.
Профессор Лу говорит, что мы в «критический момент» с «меньше и меньшим количеством новых доступных антибиотиков, новсе больше развития устойчивости к антибиотикам."Профессор Лу и его команда искали новые способы заняться устойчивостью к антибиотикам, иновая бумага описывает одну такую стратегию.Исследователи использовали часть иммунной системы супервируса против себяCRISPR является частью иммунногосистема бактерий, помогающая им бороться с бактериофагами (вирусы, заражающие бактерии).
Это содержитинструкции для того, чтобы сделать инструменты в форме белков. Один такой белок, названный Cas9, является ферментомэто разрезает ДНК.
Это прилагает к РНК «путеводитель», говорящий его, где разрезать.В их исследовании профессор Лу и коллеги описывают, как они использовали эту функцию CRISPR противбактерии. Они проектировали свой собственный путеводитель РНК, чтобы предназначаться для генов для устойчивости к антибиотикам. Один такойген кодирует для фермента, известного как NDM-1.
Бактерии, несущие ген NDM-1, среди большинства резистентных к лекарственным средствам супервирусов вокруг. Генпозволяет им сопротивляться широкому диапазону антибиотиков бета-лактама, включая карбапенемы. Гены NDM-1обычно несутся на плазмидах – кольца ДНК, которые являются отдельными от бактериального генома – созданиеэто легче для них, чтобы распространиться другим популяциям бактерий.При помощи CRISPR с Cas9, чтобы предназначаться для NDM-1, исследователи смогли выборочно убить
99% бактерий, несущих NDM-1 – в то время как антибиотики, к которым бактерии были устойчивы убитыйедва любой из них.Они тогда использовали систему, чтобы предназначаться для другого гена под названием SHV-18, мутация в бактериальномхромосома, делающая их устойчивыми к антибиотикам хинолона.
Это, как также известно, вирулентностьфактор в enterohemorrhagic E. coli, напряжение, которое может вызвать тяжелый пищевойболезнь.Тот же подход мог использоваться, чтобы выборочно убить штаммы бактерий в смешанном населении
Как добавленная премия, команда также нашла, с помощью их уникальных генетических подписей, они могли добратьсяCRISPR, чтобы выборочно предназначаться и убить определенные бактерии в смешанных колониях. Это открываетсяперспектива «редактирования микробиома» – использование снайпера приближается вместо дробовика к этомуширокого спектра действия антибиотики используют.В их исследовании команда успешно продемонстрировала два способа поставить CRISPR, чтобы предназначатьсябактерии.
Один метод использовал спроектированные бактерии, чтобы нести гены CRISPR на плазмидах (который с готовностьюраспространение целевым бактериям), и другие используемые вирусные частицы, связывающие с бактериями квведите гены.Они также показали, что система CRISPR привела к увеличенному выживанию у waxworm личинок, зараженных aвредная форма E. coli.Команда в настоящее время проверяет систему на мышах, и с нетерпением ждите дня когдатехнология может быть изменена, чтобы лечить инфекции и удалить нежелательные бактерии у людей.
Ахмад Халиль, доцент биомедицинской техники в Бостонском университете, и кто былне вовлеченный в исследование, говорит:«Эта работа представляет очень интересный генетический метод для убийства антибиотикоустойчивых бактерийнаправленным способом, который в принципе мог помочь бороться с распространением устойчивости к антибиотикампитаемый чрезмерным широкого спектра действия лечением."Национальные Институты Здоровья, офис военно-морского исследования, сокращения угрозы защиты
Агентство, американская армейская научно-исследовательская лаборатория, американское армейское исследовательское управление и фонд Эллисонавсе внесенные фонды к исследованию.Между тем, в августе 2014, команда от Института Коха MIT Интегральных Исследований ракаписьмо по своей природе, показал, как CRISPR позволяет более быстрое исследованиеиз роли мутаций в развитии опухоли.