Decenijama unazad se za infekciju sinusa ili stomačni virus daju antibiotici širokog spektra koji čiste većinu bakterija. Antivirotici liječe virusne bolesti na sličan način, sprječavanjem patogena da se može i šire.
Ali mikroorganizmi brzo evoluiraju. Sve veći broj bakterija postaje otporan na antibiotike. Svake godine u svijetu čak 700.000 ljudi umire od ovakvih infekcija, a Ujedinjene nacije saopćile su da bi taj broj do 2050. godine mogao dostići deset miliona.
Naučnici se zato okreću instrumentu za mijenjane gena, Crispr, koji se u ove svrhe već koristi kod komaraca kako ne bi prenosili malariju. Istraživači sada Crispr koriste da okrenu mašineriju bakterija protiv njih samih ili protiv virusa koji inficiraju ćelije.
“Crispr je slijedeći korak u antimikrobnom liječenju”, kaže David Agell, biolog sa Univerziteta Western u Ontariu i vodeći autor istraživanja objavljenog u oktobru.
Crispr je specijalizirana oblast DNK koja stvara genetske makaze – enzime koji dopuštaju ćeliji da precizno promjeni drugi DNK ili molekul RNK. Crispr je otkriven u bakterijama. Kada virus napadne, bakterije skladište djeliće virusnog genoma. To im pomaže da prepoznaju virusnu infekciju kada se ona ponovo dogodi. Onda, korištenjem enzima povezanih sa Crisprom, virus se može razoružati, a njegovo širenje spriječiti.
Dr Agell i njegove kolege uspješno su upotrijebili enzim nazvan Cas9 da eliminiraju jednu vrstu salmonele. Programiranjem Cas9 da bakteriju vidi kao neprijatelja, uspjeli su natjerati salmonelu da usmrti sopstveni genom.
Tim je počeo s radom na konjugovanom plazmidu – malom paketu genetskog materijala koji ima sposobnost da se replicira i prenosi sa jedne bakterije na drugu. Potom su dodali enkodirana uputstva za Crispr enzime koji će targetirati DNK salmonele. Plazmid je potom uguran u bakteriju escherichia coli.
Dr Agell je pretpostavio da će većina vrsta escherichie koje su inače dio zdravog stomačnog mikrobioma biti prisutne i kod osobe koja je zaražena salmonelom. Escherichia bi mogla prenijeti modificirani plazmid do salmonele, gdje će se aktivirati Crispr sistem i uništiti loše bakterije.
“Velika prednost Crispra je što ga možemo programirati da ubije samo određene patogene bakterije i ne dira ostatak zdravih mikroba”, kaže Luciano Marraffini , mikrobiolog sa Univerziteta Rockfeller u New Yorku.
Umjesto da Crispr ubija viruse koji inficiraju bakterije, kako to biva u prirodi, naučnici mogu da ga programiraju da napadne viruse koji inficiraju ljude. U istraživanju objavljenom u oktobru, naučnici sa Instituta Broad nadomak Bostona, demonstrirali su da je moguće programirati još jedan Crispr enzim, Cas13, da ubija tri različita jednolančana RNK virusa koji inficiraju ljudske ćelije: influencu A, virus limfocitnog horiomeningitisa i virus vezikularnog stomatitisa. Istraživači su zabilježili četrdesetostruki pad u virusnoj RNK u roku od 24 sata.
Ako naučnici mogu usmjeriti Crispr tehnologiju protiv tri relativno blaga virusa koji napadaju ljude, velika je vjerovatnoća da mogu i da je modificiraju tako da napada i smrtonosnije virusne infekcije.
Cameron Myrhvold, istraživač na postdoktorskim studijama na Broadu, kaže: “Ako virus evoluira i mutira, možemo jednostavno promijeniti Crispr sistem da odgovara onome što virus trenutno radi.”
(TBT, NYT)
