Исследование на мышах открывает возможность редактирования генома бактерий в кишечнике

Компания Eligo Bioscience, специализирующаяся на редактировании генов для лечения заболеваний, вызванных экспрессией бактериальных генов микробиома, опубликовала в журнале Nature исследование, открывающее возможность редактирования генома бактерий в кишечнике.

Несмотря на значительный прогресс в доставке ДНК для коррекции генетических дефектов в различных клетках и органах, большая часть генов, переносимых человеком — гены микробиома — до сих пор оставалась недоступной для редактирования.

Микробиом, состоящий из миллиардов комменсальных бактерий, важен для здоровья и работы иммунной системы. Однако всё больше бактериальных генов связывают с хроническими и серьёзными заболеваниями: от бактериальных пептидов, способных запускать аутоиммунные болезни, до факторов вирулентности, способствующих воспалительным заболеваниям, образованию опухолей и нейродегенеративным болезням.

Поскольку становится ясно, что неселективные методы, влияющие на состав микробиома, могут вызывать серьёзные побочные эффекты, критически важно разрабатывать новые подходы для его целенаправленного редактирования.

Точный и эффективный метод

Эффективное редактирование генов бактерий in vivo требует как эффективного метода доставки, так и надёжной системы редактирования.

Исследователи продемонстрировали возможность создания, производства и очистки капсида, полученного из бактериофага, который содержит синтетическую полезную нагрузку ДНК, кодирующую систему редактора оснований.

После перорального введения мышам капсид с высокой эффективностью и точностью доставлял полезную нагрузку к целевым бактериальным популяциям среди сотен видов бактерий в кишечнике мыши. Система могла точно инактивировать гены устойчивости к антибиотикам или факторы вирулентности, создавая точечные мутации в соответствующих генах.

При нацеливании на штаммы E. coli в кишечнике мышей технология модифицировала целевой ген более чем в 90% бактерий, достигая в некоторых случаях 99,7%. Эти модификации оставались стабильными в течение как минимум 42 дней.

Это достижение представляет собой сдвиг парадигмы в исследованиях микробиома и даёт уникальный инструмент для изучения роли конкретных бактериальных генов в здоровье и болезнях, а также для разработки новых генетических лекарств.