Un nou instrument pentru modificarea fagilor avansează lupta împotriva supermicrobilor
Un nou instrument destinat mutației bacteriofagilor – viruși care infectează bacterii – marchează un „salt uriaș” în înțelegerea modului în care aceștia funcționează și în capacitatea noastră de a le valorifica potențialul maxim.
Dezvoltat de cercetori de la Universitatea din Otago – Ōtākou Whakaihu Waka, Noua Zeelandă, în cadrul Departamentului de Microbiologie și Imunologie, metoda a fost evidențiată pe coperta celei mai recente ediții a prestigioasei reviste internaționale Nature Microbiology.
Autorul principal Profesorul Peter Fineran afirmă că bacteriofagii, sau pur și simplu fagii, au „un potențial imens” în combaterea crizei rezistenței antimicrobiene și pentru creșterea agriculturii durabile ca alternativă la agrochimicale, deoarece pot distruge bacteriile.
„Însă cunoașterea noastră despre fagii este probabil similară cu înțelegerea antibioticelor din anii 1950. Multe gene ale fagilor se află în zona materiei întunecate microbiene – codificând funcții pe care pur și simplu nu le înțelegem – ceea ce limitează capacitatea noastră de a utiliza fagii în asistența medicală și biotehnologie.”
„Această nouă dezvoltare reprezintă un salt uriaș în modul în care putem înțelege rapid biologia fagilor și apoi folosi această cunoaștere pentru a-i face să funcționeze mai bine pentru a ajuta la atingerea obiectivelor noastre.”
Co-autorul principal Dr. Manuela Fuchs menționează că noua metodă permite mutagenesisul la nivelul genomului bacteriofagilor folosind tehnologia CRISPR-Cas.
Cercetătorii au utilizat secvențierea inserției transposonilor – folosind o bucată mobilă de ADN care poate sări și să întrerupă o genă – combinată cu selecția bazată pe CRISPR-anti-CRISPR, pentru a selecta fagii care au fost mutați. Aceasta le permite să identifice genele esențiale și genele nonesențiale pentru supraviețuirea fagilor.
„Odată ce am stabilit asta, ne-am gândit că am putea extinde tehnica și să o folosim și pentru a adăuga gene direct în genomurile fagilor. Am descoperit practic că este posibil să încărcăm gene suplimentare pe acel transposon, nu doar proteina noastră anti-CRISPR. De exemplu, am adăugat un marker fluorescent, care ar putea fi utilizat pentru a adăuga gene anti-apărare suplimentare fagilor, pentru a îmbunătăți potențialul lor terapeutic.”
Senior author Dr. Leah Smith afirmă că metoda permite inserarea automată a genelor, menținând funcția fagului.
„Aceasta este o modalitate sistematică, aplicabilă pe scară largă și rentabilă nu doar pentru a investiga funcția genelor, ci și pentru a ingineriza rapid genomurile fagilor.”
„Aceasta deschide noi oportunități atât pentru cercetarea fundamentală, cât și pentru dezvoltarea terapeutică viitoare.”
Un exemplu specific de aplicare ar fi biofilmele, care pot cauza infecții greu de tratat pe implanturi și dispozitive medicale.
„Cu această nouă tehnică, am putea încărca rapid fagii cu mai multe elemente care opresc unele apărări bacteriene, astfel încât să poată fi folosiți pentru a elimina patogenii mai ușor,” afirmă Dr. Smith.
