Кінець ери супербактерій. Технологія CRISPR повертає бактеріям вразливість до антибіотиків

Хвороботворні мікроорганізми, що адаптуються до сучасних ліків, активно поширюються у лікарнях, на очисних спорудах та тваринницьких фермах. Проте дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго запропонували революційний метод боротьби, що здатний не просто сповільнити цей процес, а повернути його назад.

Читайте также: SpaceX виходить на ринок зброї. Компанія Маска розробить рої дронів з ШІ для Пентагону — Bloomberg

Професори Ітан Бір та Джастин Мейер розробили систему активної генетики другого покоління під назвою pPro-MobV. Ця технологія базується на методі редагування генів CRISPR і запозичує принципи«генного драйву», який раніше успішно застосовували для контролю популяцій комах-переносників малярії. Суть методу полягає у створенні спеціальних генетичних касет, які впроваджуються в бактеріальну популяцію та цілеспрямовано нейтралізують гени резистентності.

Система pPro-MobV працює шляхом впливу на плазміди — невеликі кільцеві молекули ДНК всередині бактерій, де зазвичай«записана» інформація про стійкість до ліків. Використовуючи процес кон’югації(своєрідного«спарювання» бактерій), компоненти CRISPR самостійно поширюються від однієї клітини до іншої. Таким чином, навіть невелика кількість модифікованих клітин здатна з часом зробити величезну популяцію шкідливих мікроорганізмів знову вразливою до традиційних антибіотиків.

Особливу увагу автори дослідження, опублікованого в журналі Nature npj Antimicrobials and Resistance, приділили боротьбі з біоплівками. Ці щільні мікробні угруповання вкрай важко видалити звичайними засобами чи дезінфекцією, оскільки вони створюють захисний бар’єр товщиною в частки міліметра, що блокує ліки. Нова система pPro-MobV ефективно проникає в такі структури, що відкриває широкі перспективи для її використання в медицині, при очищенні навколишнього середовища та в інженерії мікробіому.

Додатково вчені виявили, що генетичні елементи системи можуть переноситися бактеріофагами — вірусами, що вражають бактерії. Це підсилює дію технології, дозволяючи їй обходити захисні механізми мікробів. Для безпечного використання платформа передбачає механізм «видалення на основі гомології», який дозволяє науковцям за потреби повністю вилучити впроваджену генетичну касету з екосистеми.

Читайте также: Вперед до серця полярного сяйва. NASA успішно завершило унікальну ракетну місію на Алясці

За словами дослідників, цей метод є одним із небагатьох відомих інструментів, здатних активно очищати довкілля від генів резистентності. Оскільки близько половини випадків зараження супербактеріями пов’язані саме з навколишнім середовищем(наприклад, стічними водами чи аквафермами), масове впровадження CRISPR-драйвів може радикально змінити ситуацію у світовій охороні здоров’я.