Ученые отредактировали гены бактерий в кишечнике живых мышей

Ученые из компании Eligo Bioscience (Париж, Франция) разработали инструмент редактирования генов, который может изменять ДНК бактерий в микробиоме кишечника живых мышей. Это делает уязвимыми бактерии, устойчивые к антибиотикам.

Работа опубликована в журнале Nature.

По современным оценкам, в кишечнике человека обитает около 100 триллионов бактерий. Это примерно в полтора раза больше, чем общее число клеток в организме человека. Роль кишечного микробиома огромна. В частности, в последнее время активно исследуется влияние микробиома на развитие и даже лечение нейродегенеративных заболеваний – Альцгеймера и Паркинсона, аутоиммунных заболеваний и заболеваний аутического спектра. Бактерии кишечника не надо убивать, надо научиться правильно их модифицировать. Поэтому так важна работа французских ученых.

Они использовали инструмент, получивший название "базовый редактор", для модификации бактериальных геномов. Редактор доставляется в бактерию с помощью безвредного вируса и делает свою работу – выполняет замену нуклеотидов, не нарушая работу бактериальной ДНК.

Команда доставила базовый редактор в микробиом мышей, и он выполнил необходимые замены в гене кишечной палочки. Этот ген влияет на производство ферментов, которые вызывают устойчивость бактерий к нескольким типам антибиотиков. Через восемь часов после того, как бактерии получили лечение, у примерно 93% из них целевой ген был изменен. С модифицированными бактериями антибиотики нормально справляются.

Затем исследователи адаптировали свой базовый редактор, чтобы он мог модифицировать другой ген кишечной палочки, который отвечает за производство белка, вероятно, влияющего на развитие нейродегенеративных и аутоиммунных заболеваний. Доля отредактированных бактерий составила около 70% через три недели после лечения мышей. Ученые показали, что созданный ими редактор можно адаптировать для различных штаммов и видов бактерий.

Чейз Байзель, из Института им. Гельмгольца в Вюрцбурге (Германия), не принимавший участия в работе, говорит, что исследование "открывает возможности редактирования микробов для борьбы со многими заболеваниями".

Следующим шагом ученых является разработка моделей мышей с заболеваниями, которые вызывает микробиом. Если удастся их вылечить с помощью базового редактора, это откроет перспективу применения редактирования бактерий микробиома для лечения человека.