Antibiotika CRISPR: Potkaly konečně superbakterie odolné vůči antibiotikům?

• Autor:
• jméno autora

  Quantumrun Foresight
• Srpna 16, 2022

Shrnutí statistik

Technologie CRISPR se ukazuje jako slibný nástroj proti superbakteriím odolným vůči antibiotikům, nabízí přesné způsoby, jak změnit DNA a potenciálně snížit související úmrtí. Tento inovativní přístup je hnacím motorem zvýšeného financování výzkumu a změn ve farmaceutických obchodních modelech se zaměřením na personalizovanou medicínu a účinnou výrobu léčby. Problémy, jako je riziko, že bakterie vyvinou rezistenci vůči samotnému CRISPR a potřeba účinné implementace v reálných scénářích, však zůstávají zásadními obavami.

Kontext antibiotik CRISPR

Nová studie chemické školy University of Manchester zjistila, že CRISPR může sloužit jako potenciální řešení pro superbakterie odolné vůči antibiotikům. Technologie CRISPR je typem DNA, která funguje jako genetické nůžky a umožňuje vědcům přesně modifikovat jinou DNA nebo její sesterskou molekulu RNA. Pomocí enzymů spojených s CRISPR, jako je Cas9, výzkumníci objevili biosyntetickou dráhu antibiotika zvaného malonomycin, o kterém je známo, že má antiprotozoální a antifungální aktivitu. 

Tento objev by mohl pomoci řešit zhoršující se boj proti antibiotické rezistenci a superbakteriím (skupina odolných bakterií, virů, parazitů a hub); předpokládá se, že obě hrozby budou mít do roku 10 za následek 2050 milionů úmrtí ročně. Již nyní ve Spojených státech ročně umírá nejméně 23,000 XNUMX lidí kvůli bakteriím odolným vůči antibiotikům, ačkoli některá úmrtí jsou způsobena také souvisejícími faktory.

Mezitím skupina výzkumníků z Western University v Kanadě úspěšně použila Cas9 k odstranění druhu Salmonella. Tím, že naprogramovali Cas9 tak, aby se samotnou bakterií považoval za nepřítele, donutili Salmonellu, aby provedla smrtící řezy na svém vlastním genomu. Tento pokrok je významným krokem vpřed při zaměřování se na bakterie s velkou přesností.

Rušivý dopad

Antibiotika na bázi CRISPR zatím nejsou veřejně dostupná (2022), ale jejich potenciál se zkoumá pro použití v inženýrských léčebných postupech, které jsou účinnější a adaptabilnější. Například konvenční antibiotika ne vždy rozlišují mezi dobrými a špatnými bakteriemi, což je vlastnost, která může být někdy problematická. Pomocí technologie CRISPR lze enzymy naprogramovat tak, aby zabíjely specifické patogenní bakterie, aniž by poškodily zdravé mikroby. 

Tato větší kontrola také oslovuje výzkumníky, kteří chtějí technologii použít proti virům, které infikují lidi. Vědci zatím zaznamenali úspěch při použití CRISPR ke snížení množství některých virů až 300krát. Ve srovnání se současnými antivirotiky se CRISPR v případě potřeby snadněji upravuje. Dalším krokem je prokázání, že antibakteriální a antivirová léčiva CRISPR jsou účinná v živých organismech mimo laboratorní prostředí. Stejně důležité je, že vědci zkoumají, zda budou tyto léky nákladově efektivnější než tradiční terapie.

S CRISPR však není vše hladké. Studie z lékařského institutu Howarda Hughese ukázala, že pokaždé, když bakterie použije CRISPR, existuje šance, že zmutuje a stane se rezistentní vůči antibiotikům. Toto potenciální riziko je zvláště pravděpodobné, když bakterie používá CRISPR k obraně proti jiným fágům (virům, které infikují pouze bakteriální buňky).

Důsledky pro antibiotika CRISPR

Širší důsledky pro použití CRISPR při vývoji antibiotik mohou zahrnovat:

• Posílené financování veřejného a soukromého sektoru pro výzkum enzymů schopných neutralizovat viry ohrožující člověka, životně důležité pro společnost, která chce zmařit budoucí pandemie.
• Významné investice farmaceutických a biotechnologických společností do výzkumu CRISPR s cílem urychlit a šetřit výrobu léků a léčebných postupů.
• Široké zlepšení v míře úmrtnosti díky potenciálu terapií CRISPR při snižování úmrtí na antibiotickou rezistenci a superbakterie.
• Uzákonění nových zákonů a nařízení vládami a zdravotnickými úřady za účelem dohledu nad výzkumem terapie CRISPR a jeho aplikací na obyvatelstvo.
• Posun ve farmaceutických obchodních modelech směrem k personalizovanější medicíně, protože CRISPR umožňuje přizpůsobení léčby individuálním genetickým profilům.
• Zvýšené etické debaty a veřejná diskuse o morálních důsledcích editace genů, což vede k angažovanějšímu a informovanějšímu obyvatelstvu.
• Rozšíření pracovních příležitostí a požadavků na dovednosti v biotechnologii a genetickém inženýrství, podpora specializovanější pracovní síly.
• Potenciální snížení nákladů na zdravotní péči v průběhu času, protože léčba založená na CRISPR nabízí účinnější a trvalejší řešení nemocí.
• Nárůst mezinárodní spolupráce a partnerství ve výzkumu a vývoji, pobídnutý společným cílem využít CRISPR pro globální zdravotní přínosy.
• Environmentální výhody plynoucí ze sníženého spoléhání se na tradiční antibiotika, která často přispívají ke znečištění a antibiotické rezistenci v ekosystémech.

Otázky k zamyšlení

• Jaké jsou další způsoby, jak zastavit antibiotickou rezistenci?
• Jak jinak může CRISPR změnit způsob, jakým vyrábíme léky?