Manipulowanie genami pozwala walczyć z lekoopornością
Antybiotykooporność stanowi problem medyczny, który często utrudnia skuteczne leczenie. Opracowywanie nowych antybiotyków okazuje się trudniejsze, niż sądzono, stąd też pilnie potrzebne są nowe rozwiązania. W ramach finansowanego przez UE projektu "Rendering environmental pathogens sensitive to antibiotics prior to infection" (RESTORING SENSITIVIT) naukowcy zaproponowali wykorzystanie uzyskanych metodą inżynierii genetycznej wirusów bakteryjnych (bakteriofagów) w celu wywołania podatności na antybiotyki. Ponieważ większość antybiotykoopornych szczepów bakterii powstaje w wyniku mutacji w białkach docelowych, ponowne wprowadzenie dzikich odmian tych białek poprzez bakteriofagi powinno uwrażliwić bakterie na antybiotyki. Dwa z tych genów, rspL i gyrA, odpowiedzialne za podatność na streptomycynę oraz chinolony, wykorzystano z powodzeniem do uwrażliwienia patogenów na kilka substancji leczniczych. Ponadto konsorcjum zastosowało technologię RNAi w celu uzyskania bakteriofagów, które po zainfekowaniu wyciszają ekspresję genów odpowiedzialnych za oporność bakterii na antybiotyki. Największym wyzwaniem, przed jakim stanęli uczestnicy projektu RESTORING SENSITIVIT, było wyselekcjonowanie genetycznie manipulowanych bakterii. W tym celu wprowadzono gen oporności na telluryt oprócz przygotowanej wcześniej "kasety" upodatniającej na leki. Podany następnie telluryt zwiększył ilość podatnych na antybiotyki patogenów w zakażeniach szpitalnych. Aby przeciwdziałać ogromnej presji selekcyjnej wywoływanej przez antybiotyki, zespół zastosował alternatywny system zapasowy. Wykorzystano naturalny system bakteryjny do utrzymywania elementów pozachromosomowych — system toksyny-antytoksyny. Użycie tego systemu poprawiło skuteczność działania sztucznych bakteriofagów, gdyż patogeny utrzymywały wprowadzony przy pomocy bakteriofagów konstrukt DNA w celu przeżycia. W projekcie RESTORING SENSITIVIT połączono te funkcje w celu uzyskania jednego konstruktu z upodatniającymi elementami DNA, markerami selekcji ex vivo oraz plazmidowym systemem utrzymującym. Wykorzystanie naturalnej zdolności bakteriofagów do infekowania bakterii oraz użycie inżynierii genetycznej stanowi nowatorską metodę walki z antybiotykoopornością bakterii.
Słowa kluczowe
Antybiotykooporność, bakteriofagi, RNAi, telluryt, konstrukt DNA, plazmid, inżynieria genetyczna