Ученые разрабатывают способ использования технологии CRISPR для борьбы с устойчивостью к антимикробным препаратам

Устойчивость к антимикробным препаратам (AMR) продолжает расти во всем мире, угрожая будущему, в котором обычные медицинские процедуры могут стать невозможными. Новые инструменты для борьбы с AMR крайне необходимы.

Обзор на глобальном конгрессе ESCMID (Барселона, 27–30 апреля) показывает, как новейшая технология редактирования генов CRISPR-Cas может быть использована для модификации и атаки на AMR-бактерии. Презентацию представил доктор Родриго Ибарра-Чавес из Университета Копенгагена.

Технология CRISPR-Cas позволяет точно изменять определенные участки ДНК организма, функционируя как молекулярные «ножницы» с направляющей РНК (gRNA).

Доктор Ибарра-Чавес заявляет: «Мы используем системы CRISPR-Cas (бактериальную иммунную систему) как инновационную стратегию для индукции гибели бактериальных клеток или вмешательства в экспрессию устойчивости к антибиотикам».

Одно из направлений их работы — создание направленных систем против генов антимикробной устойчивости для лечения инфекций и предотвращения распространения этих генов.

Мобильные генетические элементы (MGEs) могут перемещаться между клетками и видами, двигая бактериальную эволюцию. Важным является выбор механизма доставки для достижения целевой бактерии. Команда использует фаговые сателлиты — паразитов бактериофагов (вирусов, поражающих бактерии).

В отличие от фагов, сателлиты могут инфицировать бактерии, не уничтожая их, что является шагом вперед по сравнению с существующими методами. Частицы фагов стабильны и удобны для применения в медицинских условиях.

Бактерии могут развивать механизмы уклонения от действия системы CRISPR-Cas, а векторы доставки могут быть уязвимы. Поэтому команда разрабатывает использование анти-CRISPR и ингибиторов защиты в полезной нагрузке для доставки, чтобы CRISPR мог атаковать гены AMR в клетке.

Комбинированные стратегии с использованием CRISPR-Cas могут повысить чувствительность целевой бактериальной популяции к антибиотикам. Фаги оказывают избирательное давление на AMR-клетки, что может усилить эффект антибиотиков. Использование CRISPR-Cas в комбинации с фагами и/или антибиотиками позволяет подавлять механизмы устойчивости, нацеливаясь на гены вирулентности/резистентности.

Доктор Ибарра-Чавес объясняет: «Бактерии особенно хорошо адаптируются. Нам необходимо быть осторожными, использовать комбинированные стратегии, чтобы избежать развития резистентности, одновременно отслеживая и создавая руководства для новых технологий».

Работа была сосредоточена на борьбе с устойчивостью у Staphylococcus aureus и Escherichia coli. Теперь, в сотрудничестве с профессорами Мартой Клоки и Томасом Зихериц-Понтеном, команда будет лечить некротизирующую инфекцию мягких тканей, вызванную стрептококками группы А («плотоядными бактериями»), используя описанные комбинированные подходы.