Wiele ludzkich patogenów, takich jak malaria, jest przenoszonych przez wektory. Wektory to żywe organizmy, które mogą przenosić zakaźne patogeny między ludźmi. Choroby przenoszone przez wektory to choroby ludzi wywoływane przez pasożyty, wirusy i bakterie przenoszone przez wektory. Choroby te są często przenoszone przez żywiące się krwią stawonogi, takie jak komary. Edycja genów CRISPR daje możliwość kontrolowania rozprzestrzeniania się tych zwierzęcych wektorów, zapobiegając w ten sposób przenoszeniu patogenów, które przenoszą.

Choroba Chagasa może zostać przeniesiona na ludzi przez owady, takie jak pluskwy Triatomine, znane również jako pluskwy całujące. Ponieważ opcje leczenia są ograniczone, strategie zwalczania choroby Chagasa skupiają się na sposobach manipulowania organizmami, które przenoszą pasożyta.

Zastosowanie technologii CRISPR u pluskiew całujących okazało się trudne. Tradycyjne metody edycji genów obejmują wstrzykiwanie materiału do edycji genów CRISPR bezpośrednio do zarodków, co ze względu na twardość jaj pluskiew całujących okazało się trudne.

W niedawno opublikowanym artykule Czasopismo CRISPRNaukowcy po raz pierwszy zademonstrowali zastosowanie edycji genów CRISPR-Cas9 u pluskwy, co otwiera nowe możliwości wykorzystania technologii genetycznych do kontrolowania przenoszonej przez wektory choroby Chagasa.

Zespół badawczy z Penn State College of Agricultural Sciences opracował podejście zwane Receptor-Mediated Ovary Transduction of Cargo lub „ReMOT Control”. Technologia ta umożliwia wstrzykiwanie materiałów bezpośrednio do układu krążenia matki i kieruje te materiały do ​​rozwijających się jajeczek.

„Tutaj pokazaliśmy, że można modyfikować genetycznie tego owada-wektora. Nasza technologia ma potencjał, aby uczynić edycję genów bardziej wydajną, łatwiejszą i tańszą u szerokiej gamy zwierząt” — powiedział dr Jason Rasgon, Dorothy Foehr Huck i J. Lloyd Huck Endowed Chair in Disease Epidemiology and Biotechnology w Penn State College of Agricultural Sciences.

CRISPR skraca czas diagnozy choroby

Oprócz leczenia i zapobiegania chorobom zakaźnym, technologia CRISPR jest szeroko stosowana w badaniach nad nowymi narzędziami diagnostycznymi chorób takich jak SARS-CoV-2.

Szybki test do diagnozowania melioidozy, rzadkiej choroby tropikalnej, został niedawno opisany w badaniu opublikowanym w Ten Mikrob lancetowy.

Melioidoza jest chorobą wywoływaną przez bakterię Burkholderia pseudomallei. Bakteria ta, obecna w glebie i wodzie w regionach tropikalnych i subtropikalnych, przedostaje się do organizmu człowieka poprzez szczepienie poprzez otarcia skóry, spożycie lub wdychanie.

„Melioidoza była zaniedbywana pomimo wysokiej śmiertelności i wysokiej zapadalności w wielu częściach Azji. Wczesna diagnoza jest niezbędna, aby jak najszybciej rozpocząć specyficzne leczenie” — powiedział profesor Nick Day, starszy autor i dyrektor Mahidol-Oxford Tropical Medicine Research Unit.

Diagnoza melioidozy wymaga hodowli próbek bakterii, co zajmuje od trzech do czterech dni. W tym badaniu zespół postawił sobie za cel opracowanie nowego szybkiego testu, aby skrócić czas diagnozy pacjenta.

Ich test, zwany CRISPR-BP34, polega na rozerwaniu komórek bakteryjnych i użyciu reakcji amplifikacji polimerazy rekombinazy w celu wzmocnienia docelowego DNA bakterii. Ponadto reakcja CRISPR jest używana w celu zapewnienia specyficzności, a prosty odczyt przepływu bocznego jest stosowany w celu potwierdzenia przypadków melioidozy.

Zespół zebrał próbki kliniczne od 114 pacjentów z melioidozą i 216 pacjentów bez choroby w szpitalu w północno-wschodniej Tajlandii, gdzie choroba jest endemiczna. Następnie do tych próbek zastosowano test CRISPR-BP34.

Nowy test wykazał zwiększoną czułość na poziomie 93%, w porównaniu do 66,7% w obecnej złotej metodzie opartej na hodowli. Dostarczał również wyniki w mniej niż cztery godziny dla próbek moczu, ropy i plwociny oraz w ciągu jednego dnia dla próbek krwi.

Eliminacja bakterii opornych na środki przeciwdrobnoustrojowe za pomocą edycji genów

Powszechne niewłaściwe i nadmierne stosowanie środków przeciwdrobnoustrojowych doprowadziło do uznania oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe (AMR) za jedno z największych globalnych zagrożeń dla zdrowia publicznego i rozwoju. Naukowcy na całym świecie szybko poszukują obecnie realnych alternatyw dla antybiotyków.

Technologię CRISPR wykorzystano nie tylko do identyfikacji genów AMR, ale może ona również znaleźć zastosowanie jako narzędzie terapeutyczne w leczeniu bakterii opornych na antybiotyki i innych patogenów.

Na Uniwersytecie Stanowym Karoliny Północnej naukowcy wykazali, że system CRISPR-Cas może wykrywać i eliminować bakterie jelitowe Clostridioides difficile (C. difficile) in vivoWyniki opublikowano w czasopiśmie mBio.

Stosowanie antybiotyków jest głównym czynnikiem ryzyka Clostridium difficile zakażenia, ponieważ środki przeciwdrobnoustrojowe o szerokim spektrum działania zakłócają naturalną mikroflorę jelitową, zmniejszając oporność kolonizacji na Clostridium difficile.

Badanie wykazało, że system CRISPR-Cas w Clostridium difficile może zostać ponownie wykorzystany jako środek przeciwdrobnoustrojowy poprzez ekspresję samonaprowadzającego się CRISPR, który przekierowuje endogenną aktywność CRISPR-Cas3 przeciwko chromosomowi bakteryjnemu.

Naukowcy przetestowali to podejście na myszach zakażonych Clostridium difficileDwa dni po leczeniu CRISPR u myszy zaobserwowano zmniejszenie Clostridium difficile Jednakże poziomy te zaczęły ponownie wzrastać dwa dni później.

Naukowcy wyjaśnili, że przyszłe prace będą obejmować przebudowę faga w celu zapobiegania Clostridium difficile od powrotu po początkowym skutecznym zabiciu.

Przyszłość CRISPR w badaniach nad chorobami zakaźnymi

Wszechstronność edycji genów CRISPR zaowocowała jej zastosowaniem w wielu aspektach badań nad chorobami zakaźnymi. W miarę jak technologia CRISPR przechodzi przez techniczne udoskonalenia, perspektywy jej zastosowania w leczeniu nieuleczalnych chorób, takich jak HIV, stają się coraz bardziej obiecujące. Omówione tutaj godne uwagi zastosowania oferują jedynie wgląd w ewoluujący krajobraz tego, w jaki sposób edycja genów CRISPR może zostać wykorzystana do poprawy zdrowia ludzi.

* Wyniki tych badań nie zostały jeszcze poddane recenzji. Dlatego też wyniki są uważane za wstępne i należy je interpretować jako takie. Dowiedz się więcej o roli procesu recenzji w badaniach Tutaj. Aby uzyskać dalsze informacje, skontaktuj się ze źródłem, do którego się odwołujesz.