CRISPR gebruiken om antibioticaresistentie om te keren

De opkomst van antibioticaresistentie

Bacteriële infecties zijn veel minder dodelijk dan ze waren voordat antibiotica werden geïntroduceerd.

“Voordat we antibiotica hadden, konden infecties zoals roodvonk zelfs tot hartproblemen leiden. Operaties leidden vaak tot dodelijke bloedinfecties, zoals bacteriëmie of sepsis.

Een wereld zonder antibiotica

Omdat antibiotica elke dag stilletjes zoveel levens redden, zijn we ze als vanzelfsprekend gaan beschouwen. Maar dit is verre van een veilige veronderstelling. Bacteriën evolueren zeer snel, en niet doodgaan door antibiotica is een sterke evolutionaire druk. Het is dus gebruikelijk dat een nieuw antibioticum na 10-15 jaar zijn werkzaamheid verliest.

Het enige dat ervoor zorgde dat antibiotica de bacteriële resistentie voorbleven, was de voortdurende inspanning van onderzoekers om decennialang nieuwe moleculen te ontdekken. Dit is een stille oorlog tussen onderzoekers en ziekteverwekkers.

Recentelijk zijn pathogenen gaan winnen. Antibioticaresistentie is een groeiend probleem, vooral wat betreft ziektes die in ziekenhuizen worden opgelopen. Wereldwijd sterven jaarlijks meer dan 1.27 miljoen mensen aan antibioticaresistentie. Sinds 2000 zijn er maar heel weinig nieuwe klassen antibiotica ontdekt.

Bron: Afaag

Waard, Er is ontdekt dat de alomtegenwoordige micro- en nanoplastics de werkzaamheid van antibiotica verminderen.Enkele nieuwere benaderingen zouden kunnen helpen, zoals antibacteriële polymeren, mRNA-vaccinsof levende antibiotica genaamd fagen.

Al deze nieuwe ideeën zullen helpen, maar geen enkele lost het probleem op dat bacteriën zich snel blijven aanpassen aan nieuwe antibiotica en antibacteriële methoden.

Onderzoekers van de Universiteit van Californië hebben onlangs een nieuw concept ontdekt, waarbij bacteriële populaties worden "verontreinigd" zodat ze hun antibioticaresistentie verliezen, met behulp van het CRISPR-genbewerkingssysteem.

Ze publiceerden hun resultaten in een onderzoek.¹ getiteld "Een systeem dat lijkt op een conjugale genaandrijving onderdrukt op efficiënte wijze antibioticaresistentie in een bacteriële populatie.'.

CRISPR inzetten als antibioticum

Een langdurige inspanning

De wetenschappers ontwikkelden in 2019 een CRISPR-gebaseerd gereedschap genoemd Prokaryotische-actieve genetica (Pro-AG).

Het verstoort de genen die coderen voor antibioticaresistentiefactoren die zich op een plasmide bevinden (een stuk circulair DNA dat veel voorkomt in bacteriën) door de precieze insertie in de beoogde genen, waardoor deze worden gedeactiveerd. Deze aanpak bleek veelbelovend, omdat het de standaard CRISPR-methoden voor het bestrijden van antibioticaresistentie, waarbij DNA wordt geknipt en vernietigd, met een factor van meer dan 100 overtreft.

Het team ontwikkelde een tweede generatie Pro-Active Genetics (Pro-AG) systeem genaamd pPro-MobV.

Bron: Antimicrobiële middelen en resistentie

Deze vernieuwde technologie is niet alleen ontworpen om antibioticaresistentie te elimineren, maar ook om zich door bacteriële gemeenschappen te verspreiden en de genen uit te schakelen die hen resistent maken tegen antibiotica.

Dit deed het door de bacterie te bewapenen met "conjugale overdracht", een proces vergelijkbaar met bacteriële paring, dat normaal gesproken een belangrijke rol speelt bij de verspreiding van genen die resistentie tegen antibiotica veroorzaken. In dit geval verspreidde het echter juist de kwetsbaarheid voor de antibiotica.

Zelfverspreidende antibioticagevoeligheid

Het idee is vergelijkbaar met andere methoden voor populatiebeheersing bij insecten, zoals bijvoorbeeld het "besmetten" van malariamuggenpopulaties met in het laboratorium gemaakte varianten die de ziekte niet kunnen overdragen, waardoor de eigenschap zich verspreidt wanneer ze zich voortplanten.

"Met pPro-MobV hebben we de genaandrijvingstechnologie, die we normaal gesproken alleen bij insecten gebruiken, toegepast op bacteriën als hulpmiddel voor populatiemanipulatie. Met deze nieuwe CRISPR-technologie kunnen we een paar cellen selecteren en ze vervolgens inzetten om AR in een grote doelpopulatie te neutraliseren."

Professor Ethan Bier - UC San Diego School of Biological Sciences

Deze methode zorgde in een laboratoriumtest voor een ongeveer duizendvoudige vermindering van de bacterieverspreiding.

Veeg om te scrollen →

Belangrijker nog, het werkt ook tegen biofilms, een dicht netwerk van bacteriën dat zich aan oppervlakken hecht en deze ongevoelig maakt voor antibiotica en ontsmettingsmiddelen. Biofilms spelen een rol bij de ernstigste infecties doordat ze een beschermende barrière vormen die de penetratie van geneesmiddelen bemoeilijkt.

"De biofilmcontext is bijzonder belangrijk voor de bestrijding van antibioticaresistentie, omdat dit een van de moeilijkst te overwinnen vormen van bacteriële groei is, zowel in de kliniek als in afgesloten omgevingen zoals aquacultuurvijvers en rioolwaterzuiveringsinstallaties."

Professor Ethan Bier - UC San Diego School of Biological Sciences

Door biofilms in rioolwaterzuiveringsinstallaties en op boerderijen te kunnen beïnvloeden, kan de verspreiding van antibioticaresistentie onder mensen drastisch worden teruggedrongen.

"Als je de overdracht van dieren op mensen zou kunnen verminderen, zou dat een aanzienlijke impact hebben op het probleem van antibioticaresistentie, aangezien naar schatting ongeveer de helft ervan afkomstig is uit het milieu."

Professor Ethan Bier - UC San Diego School of Biological Sciences

De combinatie van CRISPR met bacteriofagen

De methode is tot nu toe toegepast op bacteriële plasmiden. Maar ze zou zich ook kunnen verspreiden naar bacteriële populaties via gespecialiseerde virussen die alleen bacteriën aanvallen, de zogenaamde bacteriofagen.

Dit zou het bijzonder krachtig kunnen maken voor de behandeling van patiënten of grote instellingen, aangezien de gemodificeerde virussen zichzelf kunnen vermenigvuldigen en verspreiden.

"Deze technologie is een van de weinige manieren die ik ken om de verspreiding van genen die resistentie tegen antibiotica veroorzaken actief terug te draaien, in plaats van de verspreiding ervan alleen maar te vertragen of te beheersen."

Justin Meyer - UC San Diego School of Biological Sciences

Conclusie

Antibioticaresistentie is een groeiend probleem, ook al kunnen hernieuwde wetenschappelijke inspanningen wellicht tijdelijk nieuwe medicijnen en andere ontsmettingsmethoden opleveren om de gevolgen ervan te beperken.

Dankzij moderne genetische manipulatie hoeft de ontwikkeling van antibioticaresistentie in de toekomst geen fataal probleem meer te zijn voor nieuwe behandelingen, die pas na ongeveer tien jaar op de markt komen.

Dit onderzoek illustreert de buitengewone veelzijdigheid van CRISPR-technologie, die is uitgegroeid van een interessant genetisch mechanisme tot een instrument voor het genezen van genetische ziekten, het modificeren van gewassen en nu zelfs het verminderen van antibioticaresistentie.

Investeren in CRISPR-technologie

Editas werd opgericht door CRISPR-Cas9 mede-ontdekker Jennifer Doudna. Editas begon met Cas9, maar richt zich nu op een eigen versie van Cas12a die ze zelf hebben ontwikkeld: AsCas12a.

Meer over de unieke eigenschappen van Cas12a kunt u lezen in ons speciale artikel “Wat is CRISPR-Cas12a2? & Waarom is het belangrijk?'.

Bron: Bewerken als

Een overzicht van alle bedrijven van Jennifer Doudna kunt u ook lezen in het bijbehorende artikel “Top Jennifer Doudna-bedrijven om naar te kijken. '

Editas richt zich op sikkelcelziekte (SCD) en bèta-thalassemie, 2 ziekten waarbij het de race voor de goedkeuring van de eerste behandeling verloor van concurrenten CRISPR Therapeutics en BlueBirdBio.

Over het geheel genomen is het SCD-programma (onlangs hernoemd tot Reni-Cell) is meerdere malen uitgesteld, wat tot bezorgdheid leidde bij investeerders. Sindsdien ligt de focus weer meer op in-vivotherapie om het te onderscheiden van de reeds goedgekeurde SCD-therapieën.

Niettemin bezit Editas belangrijke patenten op CRISPR-Cas12, dat is gebruikt door onderzoekers aan de Universiteit van New South Wales, Australië, om een ​​COVID-19-striptest te ontwikkelen, wat het potentieel van de technologie buiten genbewerking illustreert.

Edit ook In 2023 werd een overeenkomst van $50 miljoen gesloten met Vertex, waarbij het bedrijf het Cas9-intellectueel eigendom van Editas mocht gebruiken..

Editas richt zich op andere CRISPR-versies dan de ‘klassieke’ CRISPR-Cas9 en zijn onderzoeks-IE kan van pas komen bij het opzetten van partnerschappen en het genereren van inkomsten zonder een door de FDA goedgekeurd product, bovenop een cashflow die tot 2026 kan duren.

Nu Cas12a zich steeds meer lijkt te bewijzen als de beste methode voor multi-genbewerking, zouden de expertise van Editas en de focus op deze CRISPR-variant op de lange termijn wel eens een winstgevende gok kunnen blijken.

(U kunt ook meer lezen over andere CRISPR-bedrijven in ons bijbehorende artikel.)Top 5 CRISPR-bedrijven om in te investeren".)

Laatste Editas (EDIT) Aandelennieuws en ontwikkelingen

Studie waarnaar wordt verwezen

^{1. Kaduwal, S., Stuart, EC, Auradkar, A. et al. Een systeem dat lijkt op een conjugale genaandrijving onderdrukt op efficiënte wijze antibioticaresistentie in een bacteriële populatie.NPJ. Antimicrobiële middelen en resistentie. 4, 8 (2026). https://doi.org/10.1038/s44259-026-00181-z}