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利用噬菌體遞送CRISPR-Cas3有望治療艱難梭菌感染

2020-03-26 10:35來(lái)源：生物谷


在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)Locus Biosciences公司和北卡羅萊納州立大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)CRISPR-Cas系統(tǒng)可用于有效靶向并消除特定的腸道細(xì)菌，即一種引起結(jié)腸炎的病原體：艱難梭菌（Clostridioides difficile）。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在mBio期刊上，論文標(biāo)題為“In Vivo Targeting of Clostridioides difficile Using Phage-Delivered CRISPR-Cas3 Antimicrobials”。

   

在這項(xiàng)概念驗(yàn)證研究中，這些研究人員測(cè)試了利用一種稱為噬菌體的病毒攜帶可編程的CRISPR來(lái)特異性靶向和消除艱難梭菌的有效性。他們能夠在實(shí)驗(yàn)室中和在小鼠身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中證實(shí)這種病原體減少了。


論文共同通訊作者、北卡羅萊納州立大學(xué)食品、生物加工與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)系教授Rodolphe Barrangou說(shuō)，“我們想要設(shè)計(jì)帶有自我靶向的CRISPR有效載荷的噬菌體，并將它們遞送至所選生物體（小鼠）的腸道中，以便對(duì)宿主健康產(chǎn)生有益影響并阻止疾病產(chǎn)生。”


論文共同通訊作者、北卡羅來(lái)納州立大學(xué)傳染病學(xué)助理教授Casey M. Theriot說(shuō)，使用和濫用抗生素會(huì)增加對(duì)艱難梭菌感染的易感性，這是因?yàn)榭股貢?huì)消滅腸道中的好細(xì)菌和壞細(xì)菌。在用標(biāo)準(zhǔn)抗生素治療以消除艱難梭菌的人類(lèi)患者中，大約有30％的人會(huì)出現(xiàn)疾病復(fù)發(fā)。


她說(shuō)，“我們需要精確地靶向這種病原體，而不干擾其余的微生物組，這就是這種方法的作用。”


CRISPR技術(shù)已被用于精確移除或切割和替換細(xì)菌中特定的遺傳密碼序列。Barrangou說(shuō)，在這項(xiàng)研究中使用的CRISPR方法涉及Cas3蛋白，它就像街機(jī)游戲吃豆人（Pac-Man）那樣起作用，殺死了艱難梭菌并造成了廣泛的DNA損傷。


在實(shí)驗(yàn)室中，CRISPR-Cas系統(tǒng)有效殺死了艱難梭菌。之后，這些研究人員在感染艱難梭菌的小鼠中測(cè)試了這種方法。在CRISPR治療后兩天，這些小鼠體內(nèi)的艱難梭菌水平降低，但兩天后又恢復(fù)了。


Theriot說(shuō)：“艱難梭菌很難對(duì)付，名副其實(shí)。”Barrangou說(shuō)，“這是漫長(zhǎng)過(guò)程中積極的**步。利用噬菌體傳遞CRISPR有效載荷的結(jié)果為治療其他傳染性疾病及其他疾病開(kāi)辟了新途徑。”


下一步包括改造噬菌體，以阻止艱難梭菌在最初的有效殺傷后發(fā)生反彈。這些研究人員說(shuō)，未來(lái)的研究工作還將涉及為各種艱難梭菌菌株開(kāi)發(fā)一個(gè)不同噬菌體的文庫(kù)。