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mBio:利用噬菌体递送CRISPR-Cas3有望治疗艰难梭菌感染

来源:本站原创 2020-03-25 21:36

2020年3月25日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国Locus Biosciences公司和北卡罗莱纳州立大学等研究机构的研究人员发现CRISPR-Cas系统可用于有效靶向并消除特定的肠道细菌,即一种引起结肠炎的病原体:艰难梭菌(Clostridioides difficile)。相关研究结果近期发表在mBio期刊上,论文标题为“In Vivo Targeting of Clostridioides difficile Using Phage-Delivered CRISPR-Cas3 Antimicrobials”。
图片来自mBio, 2020, doi:10.1128/mBio.00019-20。

在这项概念验证研究中,这些研究人员测试了利用一种称为噬菌体的病毒携带可编程的CRISPR来特异性靶向和消除艰难梭菌的有效性。他们能够在实验室中和在小鼠身上进行的实验中证实这种病原体减少了。

论文共同通讯作者、北卡罗莱纳州立大学食品、生物加工与营养科学系教授Rodolphe Barrangou说,“我们想要设计带有自我靶向的CRISPR有效载荷的噬菌体,并将它们递送至所选生物体(小鼠)的肠道中,以便对宿主健康产生有益影响并阻止疾病产生。”

论文共同通讯作者、北卡罗来纳州立大学传染病学助理教授Casey M. Theriot说,使用和滥用抗生素会增加对艰难梭菌感染的易感性,这是因为抗生素会消灭肠道中的好细菌和坏细菌。在用标准抗生素治疗以消除艰难梭菌的人类患者中,大约有30%的人会出现疾病复发。

她说,“我们需要精确地靶向这种病原体,而不干扰其余的微生物组,这就是这种方法的作用。”

CRISPR技术已被用于精确移除或切割和替换细菌中特定的遗传密码序列。Barrangou说,在这项研究中使用的CRISPR方法涉及Cas3蛋白,它就像街机游戏吃豆人(Pac-Man)那样起作用,杀死了艰难梭菌并造成了广泛的DNA损伤。

在实验室中,CRISPR-Cas系统有效杀死了艰难梭菌。之后,这些研究人员在感染艰难梭菌的小鼠中测试了这种方法。在CRISPR治疗后两天,这些小鼠体内的艰难梭菌水平降低,但两天后又恢复了。

Theriot说:“艰难梭菌很难对付,名副其实。”Barrangou说,“这是漫长过程中积极的第一步。利用噬菌体传递CRISPR有效载荷的结果为治疗其他传染性疾病及其他疾病开辟了新途径。”

下一步包括改造噬菌体,以阻止艰难梭菌在最初的有效杀伤后发生反弹。这些研究人员说,未来的研究工作还将涉及为各种艰难梭菌菌株开发一个不同噬菌体的文库。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.Kurt Selle et al. In Vivo Targeting of Clostridioides difficile Using Phage-Delivered CRISPR-Cas3 Antimicrobials. mBio, 2020, doi:10.1128/mBio.00019-20.

2.Study shows CRISPR effectiveness against colitis pathogen
https://medicalxpress.com/news/2020-03-crispr-effectiveness-colitis-pathogen.html
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