Бактериофаг с CRISPR избавил мышей от выбранного штамма кишечной палочки

Американские ученые создали бактериофаг, несущий систему CRISPR/Cas9, которая уничтожает патогенный штамм кишечной палочки, при этом не трогая остальные бактерии этого вида. Пока исследования находятся на начальной стадии — бактериофаг испытали на мышах — но эксперименты показывают, что редактирование микробиома in vivo вполне возможно. Работу опубликовали в Cell Reports.

Состав кишечной микробиоты влияет на развитие многих состояний: от атеросклероза до расстройств аутистического спектра. Кроме этого, японские ученые недавно выяснили, что метаболизирующие желчные кислоты бактерии, по-видимому, помогают людям жить дольше. Тем не менее, выборочно удалять определенные типы бактерий из кишечника бывает непросто. Антибиотики часто убивают как патогенные, так и полезные для функционирования кишечника микроорганизмы, а пробиотики и пересадка кала не всегда приводят к желаемому результату.

При этом внутри одного вида встречаются как полезные для здоровья штаммы, так и патогенные, что еще больше усложняет выборочное влияние на микробиом. Например, некоторые разновидности кишечной палочки (Escherichia coli) могут вызывать диарею, а другие синтезируют витамин K.

Возможно, в будущем выборочно удалять опасные бактерии из кишечника помогут эксперименты американских ученых во главе с Питером Турнбаухом (Peter J. Turnbaugh) из Университета Калифорнии. Биологи выбрали патогенный штамм кишечной палочки, чтобы испытать бактериофаг, несущий систему CRISPR/Cas9. Исследователи использовали бактериофаг M13, который селективно поражает кишечную палочку. Система CRISPR/Cas9 узнает последовательность патогенного штамма кишечной палочки, вырезает участок его хромосомы, и предотвращает размножение бактерий.

Конструкцию ввели орально мышам (9 животным), а затем анализировали состав их кала. Если до введения бактериофага патогенный штамм E. сoli составлял 99 процентов от состава микробиома, то через две недели после CRISPR/Cas терапии — лишь один процент. У контрольной группы животных (10 мышей) состав микробиоты кишечника никак не изменился.

Пока исследователи лишь доказали, что выборочное влияние на кишечный микробиом in vivo возможно. Впереди ученых ждет много работы: в будущем они собираются испытать бактериофаги, нацеленные на другие виды бактерий, а также экспериментировать с системой CRISPR/Cas, изменяя разные гены.

Бактериофаги уже не первый раз приходят на помощь в борьбе с бактериями. Так медики применяют их для лечения микобактериальной инфекции; правда, не всем такое лечение помогает.

Анастасия Кузнецова-Фантони