Génmódosított baktériumokkal legyőzhető lehet az antibiotikum-rezisztencia
Korunk egyik komoly egészségügyi veszélye az antibiotikum-rezisztencia. A baktérumok ugyanis folyamatosan fejlődnek, alkalmazkodnak, és egyre ellenállóbbá válnak. Ezt részben a feleslegesen szedett antibiotikumok okozzák, részben pedig a nagyobb hús- vagy tejhozam érdekében antibiotikumokkal kezelt állatok, pontosabban a belőlük származó termékek fogyasztása. Éppen ezért is figyelemre méltó az a kanadai kutatás, amelyről a New Scientist számolt be.
Egy CRISPR-eljárással génmódosított, jóindulatú baktériumot használtak fel a sherbrooke-i egyetem tudósai arra, hogy megsemmisítsenek egy egerek bélcsatornájában élősködő kártékony baktériumot, miközben a többi mikrobát érintetlenül hagyták.
A CRISPR nevű eljárással bizonyos DNS-részeket kivághatnak egy adott helyről a kettős spirálban, és ugyanoda be is illeszhetnek egy másik DNS-részt.
„Ez a megközelítés új lehetőséget adhat számunkra a bélrendszer és a bőr antibiotikum-rezisztens fertőzéseinek leküzdésére, és arra, hogy számos betegséget gyógyíthassunk a mikrobiom (az emberi szervezetben lévő mikroorganizmusok ökológiai rendszere) módosításával" – jelentette ki Sébastien Rodrigue, a kísérlet vezetője. Korábban már értek el hasonló eredményeket tenyésztett sejtekben, de Rodrigue csapata volt az első, amelyik állatokon végzett kísérletekben mutatta ki a módszer hatékonyságát.
Ennek az eljárásnak a legnehezebb része Rodrigue szerint bevezetni a CRISPR-t minden egyes baktériumsejtbe, amelyet el akarunk pusztítani. Ennek egyik lehetséges útja, hogy kihasználják a baktériumban lévő cirkuláris DNS-részeket, amelyeket konjugatív plazmidoknak neveznek. Ezek olyan géneket hordoznak, amelyek átviszik a baktériumot egy másik baktériumsejtbe a konjugációnak nevezett folyamat során.
Rodrigue és munkatársa számos különböző konjugatív plazmidot tesztelt egy baktériumcsoportban, hogy megtalálják azt, amelyik a leghatékonyabban tudja átvinni saját magát. Ezt aztán továbbfejlesztették laboratóriumban, hogy még hatékonyabb legyen. Ezt követően bevitték a géneket a CRISPR-rendszerbe, amellyel egy antibiotikum-rezisztens E.coli baktériumot céloztak meg, a plazmidot pedig beletették egy probiotikumként alkalmazott jótékony baktériumba. Amikor az eképp felfegyverzett baktériumot beadták az egereknek, négy nap alatt megsemmisítették a bennük lévő E.coli 99,9 %-át.
A következő kísérletben a Citrobacter rodentium nevű baktériumot vették célba, amely az egerek bélcsatornáját támadta meg. A kúra négy nap alatt teljes sikerrel járt.
A kanadai kutatócsoport most sertéseken kezdte tesztelni az eljárást, amely, ha beválik, alternatívául is szolgálhat a gazdák által széles körben használt antibiotikumokkal szemben. Ugyanakkor Alejandro Chavez, a New York-i Columbia egyetem kutatója arra hívta fel a figyelmet, hogy az ilyen hatékony konjugatív plazmidok esetleg nemkívánatos géneket kezdenek el terjeszteni.
Rodrigue-ék számoltak ezzel, és az az elképzelésük, hogy ezeknek a plazmidoknak az élettartama csak a kezelésre korlátozódjon. Ezért az eljárás végeztével eltávolítanák azokat a géneket, amelyek a plazmidok szaporodását biztosítják, és ezek nélkül hamarosan elhalnak. De ugyanez elérhető úgy is, hogy a CRISPR-pel egy időzített önmegsemmisítő rendszert hoznak létre a feleslegessé vált plazmidok ellen.
Ezeknél ugyanis gyakran nem világos, hogy az elváltozások okok-e vagy következmények. „Hogyha van egy eszköz a kezünkben, amely lehetővé teszi a mikrobiom módosítását, ezt is megtudhatjuk, és általa új kezelésekhez juthatnunk el" – mondja Sébastien Rodrigue.
