Антибиотик-"умная бомба" может нацеливаться на конкретные штаммы бактерий

Исследователи из Университета Северной Каролины разработали антибиотик-"умную бомбу", способную идентифицировать конкретные штаммы бактерий и разрезать их ДНК, уничтожая инфекцию. Технология предлагает потенциальный подход для лечения инфекций, вызванных мультирезистентными бактериями.

Обычные антибиотики убивают как "хорошие", так и "плохие" бактерии, что ведет к нежелательным последствиям, таким как оппортунистические инфекции. Новая работа показывает, что можно селективно удалять конкретные штаммы бактерий, не затрагивая популяции полезных бактерий.

Новый подход использует часть иммунной системы многих бактерий — систему CRISPR-Cas. Эта система защищает бактерии от захватчиков, создавая короткие цепи РНК (CRISPR РНК), которые соответствуют специфичным для захватчика последовательностям ДНК. Когда CRISPR РНК находят совпадение, они активируют Cas-белки, разрезающие ДНК.

Исследователи показали, что создание CRISPR РНК, нацеленных на последовательности ДНК в самих бактериях, вызывает бактериальное "самоубийство", так как система CRISPR-Cas атакует собственную ДНК бактерии.

В лабораторных тестах этот подход удалял целевые бактерии. Ученые изучают, как именно разрезание ДНК приводит к элиминации бактерий, но их обнадеживает легкость специфичного нацеливания на разные бактерии и эффективность уничтожения.

Тесты в контролируемых культурах с разными комбинациями бактерий позволили устранить только целевой штамм. Например, удалось устранить Salmonella в культуре, не затронув полезные бактерии, обычно присутствующие в пищеварительном тракте.

Точность метода была продемонстрирована на примере элиминации одного штамма вида, но не другого штамма того же вида, который разделяет 99% идентичной ДНК.

Еще одно преимущество подхода — возможность обойти механизмы, лежащие в основе множественных случаев антибиотикорезистентности, за счет нацеливания на специфичные цепи ДНК через систему CRISPR-Cas.

Сейчас исследователи работают над разработкой эффективных методов доставки CRISPR РНК в клинических условиях. Это закладывает основу для антибиотиков следующего поколения, использующих программируемые системы CRISPR-Cas.