Biotecnologia
Utilizzare CRISPR per Invertire la Resistenza agli Antibiotici
L’ascesa della resistenza agli antibiotici
Le infezioni batteriche sono molto meno letali di quanto fossero prima dell’introduzione degli antibiotici.
“Prima di avere gli antibiotici, infezioni come la scarlattina potevano persino portare a problemi cardiaci. La chirurgia spesso portava a infezioni mortali nel sangue, come batteriemia o setticemia.
Poiché gli antibiotici salvano silenziosamente così tante vite ogni giorno, abbiamo iniziato a darli per scontati. Ma questa è ben lontana dall’essere un’assunzione sicura. I batteri evolvono molto rapidamente, e il non morire per effetto degli antibiotici è una forte pressione evolutiva. Perciò è comune che un nuovo antibiotico perda la sua efficacia dopo 10‑15 anni.
L’unica cosa che ha tenuto gli antibiotici un passo avanti rispetto alla resistenza batterica è stato lo sforzo dei ricercatori di continuare a scoprire nuove molecole decennio dopo decennio. Questa è una guerra silenziosa tra ricercatori e patogeni.
Recentemente, i patogeni hanno iniziato a vincere. La resistenza agli antibiotici è un problema in crescita, soprattutto per le malattie contratte negli ospedali. La resistenza agli antibiotici uccide più di 1,27 milioni di persone all’anno in tutto il mondo. Moltissime poche nuove classi di antibiotici sono state scoperte dal 2000.
Fonte: Aphage
Vale, i micro e nanoplastici onnipresenti sono stati scoperti per ridurre l’efficacia degli antibiotici. Alcuni approcci più recenti potrebbero aiutare, come polimeri antibatterici, vaccini mRNA, o antibiotici viventi chiamati fagi.
Tutte queste nuove idee aiuteranno, ma nessuna di esse elimina il problema che i batteri continuano ad adattarsi rapidamente a nuovi antibiotici e metodi antibatterici.
Un altro concetto è stato appena scoperto da ricercatori dell’Università della California, che “contamina” le popolazioni batteriche così da far perdere loro la resistenza agli antibiotici, sfruttando il sistema di editing genetico CRISPR.
Hanno pubblicato i loro risultati in uno studio1 intitolato “Un sistema simile a un gene drive coniugale sopprime efficacemente la resistenza agli antibiotici in una popolazione batterica”.
Trasformare CRISPR in un antibiotico
Uno sforzo a lungo termine
Disrupts i geni che codificano per i fattori di resistenza agli antibiotici trasportati su un plasmide (un pezzo di DNA circolare comune nei batteri) mediante l’inserimento preciso nei geni bersaglio, disattivandoli. Questo approccio si è dimostrato promettente, poiché supera le tradizionali strategie CRISPR anti-resistenza antibiotica di più di 100 volte.
Il team ha sviluppato una seconda generazione del sistema Pro-Active Genetics (Pro-AG) chiamata pPro-MobV.
Fonte: Antimicrobials & Resistance
Questa tecnologia aggiornata è progettata non solo per rimuovere la resistenza agli antibiotici, ma anche per diffondersi attraverso le comunità batteriche e disabilitare i geni che li rendono resistenti agli antibiotici.
Lo fa sfruttando contro i batteri il “trasferimento coniugale”, un processo simile all’accoppiamento batterico, che normalmente gioca un ruolo chiave nella diffusione di geni che causano resistenza agli antibiotici. Qui, invece, diffonde la vulnerabilità agli antibiotici.
Sensibilità antibiotica auto‑diffusa
L’idea è simile ad altri controlli di popolazione impiegati negli insetti, ad esempio popolazioni di zanzare portatrici di malaria “contaminate” con varianti di laboratorio che non possono trasmettere la malattia, diffondendo il tratto quando si riproducono.
“Con pPro-MobV abbiamo portato il pensiero del gene‑drive dagli insetti ai batteri come strumento di ingegneria di popolazione. Con questa nuova tecnologia basata su CRISPR possiamo prendere poche cellule e lasciarle andare per neutralizzare la resistenza agli antibiotici in una grande popolazione target.”
Professori Ethan Bier – UC San Diego School of Biological Sciences
Questo metodo ha creato una riduzione di circa 1000‑volte nella diffusione batterica in un test di laboratorio.
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| Caratteristica | Antibiotici tradizionali | Approccio CRISPR Gene‑Drive |
|---|---|---|
| Meccanismo | Uccide o inibisce la crescita batterica | Elimina i geni di resistenza all’interno dei batteri |
| Sviluppo della resistenza | Comune entro 10–15 anni | Mira direttamente alla resistenza; può invertire la diffusione della resistenza |
| Diffusione | Non si diffonde tra i batteri | Può auto‑propagarsi tramite coniugazione del plasmide o fagi |
| Effetto sui biofilm | Penetrazione limitata | Attività dimostrata all’interno dei biofilm (in laboratorio) |
| Stato clinico | Ampiamente approvato e usato | Ricerca in fase iniziale (preclinica) |
Ancora più importante, funziona anche sui biofilm, una rete densa di batteri che si attaccano alle superfici e li rendono insensibili agli antibiotici e ai disinfettanti. I biofilm sono coinvolti nelle infezioni più gravi formando una barriera protettiva che limita la penetrazione dei farmaci.
“Il contesto dei biofilm per combattere la resistenza agli antibiotici è particolarmente importante poiché è una delle forme più difficili di crescita batterica da superare in clinica o in ambienti chiusi come stagni di acquacoltura e impianti di trattamento delle acque reflue.”
Professori Ethan Bier – UC San Diego School of Biological Sciences
Essere in grado di influenzare i biofilm negli impianti di depurazione e nelle fattorie potrebbe anche ridurre radicalmente la diffusione della resistenza agli antibiotici verso le persone.
“Se potessi ridurre la diffusione dagli animali agli esseri umani, potresti avere un impatto significativo sul problema della resistenza agli antibiotici, poiché si stima che circa la metà provenga dall’ambiente.”
Professori Ethan Bier – UC San Diego School of Biological Sciences
Abbinare CRISPR ai batteriofagi
Il metodo è finora stato impiegato nei plasmidi batterici. Ma potrebbe anche essere diffuso nelle popolazioni batteriche tramite virus specializzati che attaccano solo i batteri, chiamati batteriofagi.
Ciò potrebbe renderlo particolarmente potente per trattare pazienti o grandi strutture, poiché i virus modificati possono auto‑replicarsi e diffondersi da soli.
“Questa tecnologia è uno dei pochi modi di cui sono a conoscenza che può attivamente invertire la diffusione dei geni resistenti agli antibiotici, piuttosto che semplicemente rallentare o convivere con la loro diffusione.”
Conclusione
La resistenza agli antibiotici è un problema in crescita, anche se un rinnovato sforzo scientifico potrebbe trovare, per un po’, nuovi farmaci e altri metodi antisettici per tenere a bada le conseguenze.
Grazie all’ingegneria genetica moderna, l’apparizione della resistenza agli antibiotici potrebbe un giorno non essere più una fatalità che colpisce qualsiasi nuovo trattamento un decennio o più dopo il suo rilascio.
Questa ricerca illustra l’eccezionale versatilità della tecnologia CRISPR, che è passata da un interessante meccanismo genetico a uno strumento per curare malattie genetiche, modificare colture e ora anche alleviare la resistenza agli antibiotici.
Investire nella tecnologia CRISPR
Editas è stata fondata dalla co‑scopritrice di CRISPR‑Cas9 Jennifer Doudna. Editas ha iniziato a lavorare con Cas9 ma ora è focalizzata su una versione proprietaria di Cas12a che hanno ingegnerizzato: AsCas12a.
Puoi leggere di più sulle proprietà uniche di Cas12a nel nostro articolo dedicato “Che cos’è CRISPR‑Cas12a2? & Perché è importante?”.
Fonte: Editas
Puoi anche leggere una panoramica di tutte le aziende di Jennifer Doudna nell’articolo corrispondente “Le migliori aziende di Jennifer Doudna da tenere d’occhio.”
Editas è focalizzata sulla Malattia delle Cellule Falciate (SCD) e sulla beta‑talassemia, 2 malattie per le quali ha perso la corsa per la prima approvazione terapeutica a favore dei concorrenti CRISPR Therapeutics e BlueBirdBio.
Nel complesso, il programma SCD (recentemente rinominato Reni‑Cell) è stato ritardato più volte, suscitando preoccupazione tra gli investitori, e da allora è stato reindirizzato verso una terapia in vivo per distinguerla dalle terapie SCD già approvate.
Tuttavia, Editas possiede brevetti significativi su CRISPR‑Cas12, che è stato utilizzato da ricercatori dell’Università del New South Wales, Australia, per sviluppare un test rapido per il COVID‑19, illustrando il potenziale della tecnologia oltre l’editing genetico.
Editas ha anche firmato nel 2023 un accordo da 50 milioni di dollari con Vertex per consentire all’azienda di utilizzare la proprietà intellettuale Cas9 di Editas.
Editas si concentra su altre versioni di CRISPR rispetto al “classico” CRISPR‑Cas9 e il suo IP di ricerca potrebbe rivelarsi utile per stabilire partnership e generare ricavi senza un prodotto approvato dalla FDA, oltre a una liquidità che si estende fino al 2026.
Poiché Cas12a sembra diventare sempre più provata come metodo best‑in‑class per l’editing multi‑gene, l’expertise di Editas e il focus del suo pipeline su questa variante CRISPR potrebbero rivelarsi una scommessa vincente a lungo termine.
(Puoi anche leggere di più su altre aziende CRISPR nel nostro articolo corrispondente “Le 5 migliori aziende CRISPR in cui investire”.)
Ultime notizie e sviluppi delle azioni Editas (EDIT)
Studio di riferimento
1. Kaduwal, S., Stuart, E.C., Auradkar, A. et al. Un sistema simile a un gene drive coniugale sopprime efficacemente la resistenza agli antibiotici in una popolazione batterica. NPJ. Antimicrobials & Resistance. 4, 8 (2026). https://doi.org/10.1038/s44259-026-00181-z
