Paggamit ng CRISPR upang Baliktarin ang Resistencia sa Antibiotiko

Ang Pag-akyat ng Resistencia sa Antibiotiko

Ang mga impeksyon ng bakterya ay hindi na kasing nakamamatay tulad noon bago pa man naipakilala ang mga antibiotiko.

“Bago natin nagkaroon ng mga antibiotiko, ang mga impeksyon tulad ng scarlet fever ay maaaring magdulot pa ng problema sa puso. Ang mga operasyon ay madalas nagdudulot ng nakamamatay na impeksyon sa dugo, tulad ng bacteremia o septicemia.

A World Without Antibiotics

Dahil tahimik na inililigtas ng mga antibiotiko ang napakaraming buhay araw-araw, nagsimulang ituring natin itong pangkaraniwan. Ngunit ito ay malayo sa pagiging ligtas na palagay. Ang mga bakterya ay mabilis mag-evolve, at ang hindi pagpatay ng antibiotiko ay isang malakas na presyur sa ebolusyon. Kaya, karaniwan na ang isang bagong antibiotiko ay mawalan ng bisa matapos ang 10‑15 taon.

Ang tanging bagay na nagpapanatili sa mga antibiotiko na mas mauna sa resistensya ng bakterya ay ang pagsisikap ng mga mananaliksik na patuloy na makahanap ng mga bagong molekula dekada matapos ang dekada. Ito ay isang tahimik na digmaan sa pagitan ng mga mananaliksik at mga pathogen.

Kamakailan, nagsimulang manalo ang mga pathogen. Ang resistensya sa antibiotiko ay isang lumalaking problema, lalo na sa mga sakit na nakukuha sa mga ospital. Ang resistensya sa antibiotiko ay pumapatay ng higit sa 1.27 milyong tao bawat taon sa buong mundo. Kaunti lamang ang mga bagong klase ng antibiotiko na natuklasan mula noong 2000.

Pinagmulan: Aphage

Sa katunayan, natuklasan na ang omnipresent micro at nanoplastics ay nagpapababa ng bisa ng antibiotiko. Ang ilang mas bagong pamamaraan ay maaaring makatulong, tulad ng antibacterial polymers, mRNA na bakuna, o mga buhay na antibiotiko na tinatawag na phages.

Lahat ng mga bagong ideyang ito ay makakatulong, ngunit wala sa mga ito ang nag-aalis ng problema na ang mga bakterya ay mabilis na nag-aangkop sa mga bagong antibiotiko at mga antibakteryal na pamamaraan.

Isa pang konsepto ang kamakailan lamang natuklasan ng mga mananaliksik sa University of California, na “nag‑contaminate” sa mga populasyon ng bakterya upang mawala ang kanilang resistensya sa antibiotiko, gamit ang CRISPR gene editing system.

Inilathala nila ang kanilang mga resulta sa isang pag-aaral¹ na may pamagat na “Isang conjugal gene drive-like system na epektibong nagpapababa ng antibiotic resistance sa isang populasyon ng bakterya”.

Paglikha ng CRISPR Bilang Antibiotiko

Isang Pangmatagalang Pagsisikap

Ang mga siyentipiko ay nag-develop noong 2019 ng isang CRISPR-based na kasangkapan na tinatawag na Prokaryotic-Active Genetics (Pro-AG).

Pinipigil nito ang mga gene na nag-eencode ng mga factor ng resistensya sa antibiotiko na nakalagay sa isang plasmid (isang piraso ng paikot na DNA na karaniwan sa bakterya) sa pamamagitan ng tumpak na pagpasok sa mga target na gene, kaya’t hindi na ito gumagana. Ang lapit na ito ay nagpakita ng pangako, dahil nalalampasan nito ang karaniwang cut‑and‑destroy na CRISPR anti‑antibiotic resistance na mga pamamaraan ng higit sa 100‑fold.

Ang koponan ay nag-develop ng pangalawang henerasyon ng Pro‑Active Genetics (Pro‑AG) system na tinatawag na pPro‑MobV.

Pinagmulan: Antimicrobials & Resistance

Ang pinakabagong teknolohiyang ito ay dinisenyo hindi lamang upang alisin ang resistensya sa antibiotiko, kundi pati na rin upang kumalat sa mga komunidad ng bakterya at i-disable ang mga gene na nagpapasigla sa kanilang resistensya sa antibiotiko.

Ginawa ito sa pamamagitan ng pag‑weaponize laban sa “conjugal transfer” ng bakterya, isang proseso na kahawig ng bacterial mating, na karaniwang may mahalagang papel sa pagpapalaganap ng mga gene na nagdudulot ng resistensya sa antibiotiko. Dito, sa halip, ipinapakalat nito ang kahinaan sa antibiotiko.

Sariling Pagkalat ng Sensitibidad sa Antibiotiko

Ang ideya ay kahalintulad ng ibang kontrol sa populasyon na inilalapat sa mga insekto, halimbawa, ang mga populasyon ng lamok na nagdadala ng malaria ay “contaminated” ng mga variant na gawa sa laboratoryo na hindi makakarga ng sakit, na kumakalat ang katangian kapag sila ay nag-aanak.

“Sa pPro‑MobV dinala namin ang pag-iisip ng gene‑drive mula sa insekto papunta sa bakterya bilang isang population engineering tool. Sa bagong CRISPR‑based na teknolohiyang ito maaari naming kunin ang ilang selula at hayaang lumipad upang i‑neutralize ang AR sa isang malaking target na populasyon.”

Professors Ethan Bier – UC San Diego School of Biological Sciences

Ang metodong ito ay lumikha ng humigit‑kumulang 1000‑fold na pagbawas sa pagkalat ng bakterya sa isang laboratoryong pagsubok.

Swipe to scroll →

Mas mahalaga pa, gumagana rin ito sa mga biofilm, isang masikip na network ng bakterya na kumakapit sa mga ibabaw at ginagawang hindi sensitibo sa mga antibiotiko at disinfectant. Ang mga biofilm ay kasangkot sa pinaka‑seryosong impeksyon sa pamamagitan ng pagbuo ng proteksiyon na harang na naglilimita kung gaano kadaling makapasok ang mga gamot.

“Ang konteksto ng biofilm para sa paglaban sa resistensya sa antibiotiko ay partikular na mahalaga dahil ito ay isa sa mga pinaka‑hamong anyo ng paglago ng bakterya na kailangang mapagtagumpayan sa klinika o sa mga saradong kapaligiran tulad ng mga pond ng aquafarm at mga planta ng paggamot ng dumi.”

Professors Ethan Bier – UC San Diego School of Biological Sciences

Ang kakayahang makaapekto sa mga biofilm sa mga planta ng dumi at mga sakahan ay maaaring magpababa nang radikal sa pagkalat ng resistensya sa antibiotiko sa mga tao.

“Kung maibaba mo ang pagkalat mula sa hayop patungo sa tao, maaari kang magkaroon ng makabuluhang epekto sa problema ng resistensya sa antibiotiko dahil tinatayang halos kalahati nito ay nagmumula sa kapaligiran.”

Professors Ethan Bier – UC San Diego School of Biological Sciences

Pagsasama ng CRISPR sa Bacteriophages

Sa ngayon, ang pamamaraan ay inilapat na sa mga plasmid ng bakterya. Ngunit maaari rin itong ikalat sa mga populasyon ng bakterya sa pamamagitan ng mga espesyal na virus na tumatarget lamang sa bakterya, na tinatawag na bacteriophages.

Ito ay maaaring magbigay ng lalo pang kapangyarihan para gamutin ang mga pasyente o malalaking pasilidad, dahil ang binagong mga virus ay maaaring mag‑self‑replicate at kumalat nang mag-isa.

“Ang teknolohiyang ito ay isa sa iilang paraan na alam ko na maaaring aktibong baliktarin ang pagkalat ng mga gene na may resistensya sa antibiotiko, sa halip na basta lang pabagalin o harapin ang pagkalat nito.”

Justin Meyer – UC San Diego School of Biological Sciences

Konklusyon

Ang resistensya sa antibiotiko ay isang lumalaking problema, kahit na ang muling pagsisikap ng siyensiya ay maaaring makahanap, pansamantala, ng mga bagong gamot at iba pang mga antiseptikong pamamaraan upang mapigilan ang mga kahihinatnan.

Salamat sa makabagong genetic engineering, maaaring isang araw ay hindi na maging isang nakamamatay na pangyayari ang paglitaw ng resistensya sa antibiotiko na tumatama sa anumang bagong paggamot sa loob ng isang dekada o higit pa pagkatapos ilabas ito.

Ang pananaliksik na ito ay naglalarawan ng pambihirang kakayahan ng teknolohiyang CRISPR, na mula sa isang kawili‑wisang mekanismo ng genetika ay naging isang kasangkapan para pagalingin ang mga genetic disease, baguhin ang mga pananim, at ngayon ay tumutulong pa sa pag-alis ng resistensya sa antibiotiko.

Pamumuhunan sa Teknolohiyang CRISPR

Itinatag ang Editas ni co‑discoverer ng CRISPR‑Cas9 na si Jennifer Doudna. Nagsimula ang Editas na magtrabaho gamit ang Cas9 ngunit ngayon ay nakatuon na sa isang proprietary na bersyon ng Cas12a na kanilang inhenyero: AsCas12a.

Maaari mong basahin pa ang tungkol sa natatanging katangian ng Cas12a sa aming dedikadong artikulo “Ano ang CRISPR‑Cas12a2? & Bakit Ito Mahalaga?”.

Pinagmulan: Editas

Maaari mo ring basahin ang pangkalahatang‑ideya ng lahat ng kumpanya ni Jennifer Doudna sa kaukulang artikulo “Mga Nangungunang Kumpanya ni Jennifer Doudna na Dapat Bantayan.”

Ang Editas ay nakatuon sa Sickle Cell Disease (SCD) at beta‑thalassemia, 2 sakit kung saan ito ay natalo sa karera para sa unang pag‑apruba ng paggamot sa mga kakompetensyang CRISPR Therapeutics at BlueBirdBio (CRSP ).

Sa pangkalahatan, ang SCD program (kamakailan lamang muling pinangalanang Reni‑Cell) ay naantala nang ilang beses, na nagdulot ng pag‑alala sa mga mamumuhunan, at mula noon ay muling nakatuon sa in‑vivo therapy upang maiba ito mula sa mga aprubadong SCD therapy.

Gayunpaman, pagmamay‑ari ng Editas ang mahahalagang patente sa CRISPR‑Cas12, na ginamit ng mga mananaliksik sa University of New South Wales, Australia, upang makabuo ng COVID‑19 strip test, na nagpapakita ng potensyal ng teknolohiya lampas sa gene editing.

Ang Editas ay lumagda noong 2023 ng $50M na kasunduan sa Vertex para magamit ang Cas9 IP ng Editas.

Ang Editas ay nakatuon sa iba pang mga bersyon ng CRISPR bukod sa “klasikal” na CRISPR‑Cas9 at ang kanilang research IP ay maaaring magamit sa pag‑establisa ng mga partnership at pag‑generate ng kita nang walang FDA‑approved na produkto, bukod pa sa cash runway na aabot hanggang 2026.

Habang ang Cas12a ay tila patuloy na napatunayan bilang best‑in‑class na pamamaraan para sa multi‑gene editing, ang kadalubhasaan ng Editas at ang kanilang pipeline na nakatuon sa variant na ito ay maaaring magpatunay na isang panalong taya sa pangmatagalan.

(Maaari mo ring basahin pa ang tungkol sa iba pang mga kumpanyang CRISPR sa aming kaukulang artikulo “Top 5 CRISPR Companies To Invest In”.)

Pinakabagong Balita at Pag‑unlad ng Stock ng Editas (EDIT)

Pag-aaral na Binanggit

^{1. Kaduwal, S., Stuart, E.C., Auradkar, A. et al. Isang conjugal gene drive-like system na epektibong nagpapababa ng antibiotic resistance sa isang populasyon ng bakterya. NPJ. Antimicrobials & Resistance. 4, 8 (2026). https://doi.org/10.1038/s44259-026-00181-z}