Учёные создали CRISPR-систему, которая возвращает бактериям чувствительность к антибиотикам

Устойчивость бактерий к антибиотикам остаётся одной из самых серьёзных угроз для здравоохранения во всём мире. По прогнозам, к 2050 году она может стать причиной более 10 млн смертей ежегодно. Учёные ищут новые подходы, которые позволят не только сдерживать распространение устойчивых бактерий, но и возвращать им чувствительность к лечению.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) разработали генетическую технологию, направленную на борьбу с устойчивостью бактерий к антибиотикам. Результаты работы опубликованы в  журнале Nature npj Antimicrobials and Resistance.

Исследование

Команда создала инструмент под названием pPro-MobV, основанный на системе CRISPR. Этот подход позволяет удалять гены устойчивости к антибиотикам из бактериальных популяций. Технология относится к платформе Pro-Active Genetics и считается её второй версией.

Метод работает за счёт внедрения специальной генной кассеты в плазмиды бактерий. Плазмиды представляют собой небольшие кольцевые молекулы ДНК, которые часто несут гены устойчивости. После внедрения кассета нарушает работу этих генов, из-за чего бактерии снова становятся чувствительными к антибиотикам. Важной особенностью технологии является способность распространяться между бактериями при их прямом контакте, в процессе, похожем на «спаривание» клеток.

Учёные показали, что система pPro-MobV может эффективно действовать внутри бактериальных биоплёнок. Биоплёнки — это плотные сообщества микроорганизмов, которые сложно удалить и которые часто связаны с хроническими инфекциями. Именно в таких условиях устойчивость к антибиотикам распространяется особенно активно.

Кроме того, исследователи выяснили, что нужные генетические элементы можно доставлять в бактерии с помощью бактериофагов — вирусов, заражающих бактерии. Эти вирусы были специально изменены, чтобы при попадании в клетку они отключали гены, отвечающие за устойчивость к антибиотикам. Также в технологию встроен механизм, позволяющий при необходимости удалить генетическую кассету из бактерий.

Комментарии

Авторы работы считают, что предложенный подход может использоваться не только в медицине, но и в очистке окружающей среды, а также в системах водоочистки и животноводства. По их мнению, технология способна не просто замедлить распространение устойчивости к антибиотикам, а обратить этот процесс вспять, что ранее считалось крайне сложной задачей.