Вчені з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско (UCSF) вперше успішно відредагували геном бактерій у мікробіомі кишківника живих мишей. Віруси, що полюють за бактеріями, були змінені системою редагування генів CRISPR, що є проривом, який може допомогти керувати співвідношенням між різними видами бактерій для лікування ряду проблем зі здоров'ям.
Кожна людина носить у кишечнику величезну спільноту мікроорганізмів. Цей мікробіом кишечника нерозривно пов'язаний зі здоров'ям, причому тільки зі здоров'ям травної системи, як можна було б очікувати. Недавні дослідження показали, що мікробіом кишечника може грати роль у виникненні аутоімунних захворювань, діабету, раку, серцево-судинних захворювань, хвороби Паркінсона, Альцгеймера, розсіяного склерозу і навіть депресії.
Баланс цієї тендітної екосистеми може бути порушений дієтою, антибіотиками і багатьма іншими факторами, і його буває важко виправити. Пробіотики і трансплантація фекалій можуть допомогти, але вони не завжди ефективні і можуть не мати бажаного ефекту.
У рамках нового дослідження вчені UCSF вивчали, як редагування генів кишкових бактерій може допомогти відновити баланс мікробіома. Важливою відмінністю буде розробка методів лікування, націлених на певні штами бактерій, не зачіпаючи інші, які можуть бути корисні.
«Ми продемонстрували першу стабільну зміну гена в мікробіомі кишечника ссавця», - говорить Пітер Тернбо, автор дослідження. «Це відправна точка для створення бактерій в кишечнику».
Кишкова паличка - один з найбільш поширених мешканців нашого кишківника, зі штаммами, які корисні для нас і з іншими, які можуть викликати такі хвороби, як харчове отруєння. Під час випробувань на мишах команда вчених розробила бактеріофаг під назвою M13 - вірус, який спеціально вистежує кишкову паличку, - щоб вибірково зосередитися на одному її штамі. Коли вірус закріплюється, він доставляє CRISPR-Cas9 цільовим бактеріям, видаляючи хромосоми.
Вчені вводили M13 мишам перорально і відстежувала зміни мікробіома, аналізуючи фекалії тварин. До початку лікування цільовий штам переважав у їхньому кишківнику, але через два тижні він становив лише один відсоток популяції.
Дослідники кажуть, що цей метод в кінцевому підсумку може бути використаний для зміни складу мікробіома, щоб допомогти виправити дисбаланс, який може викликати проблеми зі здоров'ям. Але, звичайно, це мета, до якої ще далеко, враховуючи всю складність мікробіома. Попереду ще багато роботи, в тому числі пошук інших бактеріофагів, які можуть націлюватися на різні бактерії.
«Мрія полягає в тому, щоб ви могли просто вибрати, які конкретні штами у вашому кишечнику - або навіть окремі гени - ви хочете просувати або знищувати», - кажуть вчені. "Ми дійсно схвильовані тим, наскільки далеко ми змогли просунути це щодо кишкової палички. Сподіваюся, це призведе до створення аналогічних інструментів для інших представників кишкової мікробіоти ".
Дослідження було опубліковано в журналі Cell Reports.