Создан вирус, способный редактировать геном бактерий в кишечнике
Каждый из нас носит в кишечнике огромное сообщество микроорганизмов. Этот микробиом неразрывно связан со всем здоровьем организма, а не только с благополучием его пищеварительной системы, как можно было бы ожидать. Недавние исследования показали, что микробиом кишечника может играть роль в возникновении аутоиммунных заболеваний, диабета, рака, сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Паркинсона, Альцгеймера, рассеянного склероза и даже депрессии.
Баланс этой хрупкой экосистемы может быть нарушен нашей диетой, антибиотиками и многими другими факторами, и его бывает трудно исправить. Пробиотики и трансплантация фекалий могут помочь, но они не всегда эффективны и могут не иметь желаемого эффекта.
В рамках нового исследования ученые UCSF изучали, как редактирование генов кишечных бактерий может помочь восстановить баланс микробиома. Важным отличием будет разработка методов лечения, нацеленных на определенные штаммы бактерий, не затрагивая другие, которые могут быть полезны.
«Мы продемонстрировали первое стабильное изменение гена в микробиоме кишечника млекопитающего», − заявил Питер Тернбо, автор исследования. «Это отправная точка для создания бактерий в кишечнике».
E. coli − одно из самых распространенных обитателей нашего кишечника, чьи штаммы могут быть как полезными, так и вредоносными, провоцирующими, к примеру, пищевое отравление. Для тестов на мышах команда разработала бактериофаг под названием M13 − вирус, который специально охотится на кишечную палочку − чтобы выборочно сосредоточиться на одном штамме. Он доставляет CRISPR-Cas9 целевым бактериям, удаляя их хромосомы.
Команда вводила M13 мышам перорально и отслеживала изменения микробиома, анализируя фекалии животных. До начала лечения целевой штамм преобладал в их кишечнике, но через две недели его осталось не более 1% от общего числа.
Исследователи говорят, что этот метод в конечном итоге может быть использован для изменения состава микробиома, чтобы помочь исправить дисбаланс, который может вызвать проблемы со здоровьем. Но, конечно, это высокая цель, до которой еще далеко, учитывая всю сложность внутренней среды. Впереди еще много работы, в том числе поиск других бактериофагов, которые могут нацеливаться на разные бактерии.
Ученые имплантировал систему редактирования генов CRISPR прямо в вирусные частицы