AMR یک مسئله جهانی پیچیده است زیرا این باکتری ها (به جای افراد) هستند که در برابر آنتی بیوتیک ها مقاوم می شوند – و باکتری ها می توانند مواد ژنتیکی را مبادله کنند که آنها را مقاوم می کند و باعث ایجاد “ابر میکروب ها” می شود که با هیچ نوع خاصی قابل درمان نیستند. از آنتی بیوتیک این بدان معناست که استفاده نادرست و بیش از حد از آنتی بیوتیک ها در بخشی از محیط زیست یا بخشی از جهان می تواند تأثیرات جهانی داشته باشد.
با این وجود، ما همچنان از یک پلاسمید مهندسی شده برای رساندن آن به باکتری های هدف استفاده می کنیم. استفاده از فناوری مانند این البته باید فقط در راستای مقررات (که باید ایجاد شود) انجام شود و پس از درگیری افراد ذینفع مستقیماً تأثیر می گذارد.
پلاسمیدها قطعات کوتاهی از DNA هستند که باکتری ها اغلب می توانند با یکدیگر مبادله کنند – این یکی از راه های اصلی است که ژن های مقاوم به آنتی بیوتیک می توانند بین گونه های مختلف باکتری منتقل شوند. ما یکی از این پلاسمیدها را برای رمزگذاری CRISPR-Cas9 مهندسی کردیم. پلاسمیدی که ما انتخاب کردیم، pKJK5، شناخته شده است که دامنه میزبان بسیار وسیعی دارد، به این معنی که می تواند توسط بسیاری از گونه های مختلف باکتری، از جمله پاتوژن هایی مانند اشرشیاکلی، سودوموناس آئروژینوزا، یا استافیلوکوکوس اورئوس.
ما هنوز به طور فعال روی این ابزار تحویل CRISPR-Cas9 کار می‌کنیم و آن را در آزمایشگاه در جوامع پیچیده‌تر، علیه ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی مرتبط‌تر از نظر بالینی به کار می‌بریم، و روش‌های مختلفی را برای دور زدن خواص باکتری‌های هدف پیدا می‌کنیم که ممکن است میزان اثربخشی را محدود کند. درمان است.
بخش هیجان انگیز اولاً محدوده میزبان گسترده این ابزار CRISPR-Cas9 است، به این معنی که می توانیم آن را در طیف وسیعی از باکتری های مختلف بدون نیاز به مهندسی مجدد آن اعمال کنیم. ثانیا، روشی که می توان آن را به باکتری های مورد نظر رساند، از نظر اکولوژیکی بسیار امکان پذیر است. از آنجایی که ما یک پلاسمید طبیعی را مهندسی کردیم که باکتری ها به طور طبیعی با یکدیگر مبادله می کنند، این ابزار CRISPR-Cas9 را می توان با افزودن یک “سویه دهنده” به میکروبیوم ها تحویل داد، که اساسا یک باکتری پروبیوتیک است که از قبل حامل ابزار CRISPR-Cas9 است و آن را منتقل می کند. به سایر باکتری ها
انواع مختلفی از تحقیقات در مورد AMR در حال انجام است که به نظر من همه برای حل مشکل مهم هستند: هیچ راه حل معجزه آسایی وجود ندارد که همه چیز را به تنهایی حل کند. برخی از این راه های تحقیقاتی عبارتند از، به عنوان مثال، تحقیق در مورد آنتی بیوتیک های جدید، تحقیق در مورد چگونگی استفاده موثرتر از آنتی بیوتیک های موجود و جلوگیری از ایجاد مقاومت، و در نهایت تحقیق در مورد جایگزین های آنتی بیوتیک ها.
در این مصاحبه، با دکتر دیوید ساندرهاف، میکروبیولوژیست و پژوهشگر فوق دکترا در دانشگاه اکستر، در مورد آخرین تحقیقات وی در مورد حذف پلاسمیدهای AMR با استفاده از ابزار تحویل سیار CRISPR-Cas9 با دامنه وسیع میزبان صحبت کردیم.
لطفاً خودتان را معرفی کنید، در مورد سوابق شغلی خود به ما بگویید، و بینشی در مورد آنچه تا به امروز الهام بخش شغل شما بوده است را ارائه دهید؟
همانطور که در بالا گفتم، AMR پیچیده است و نمی توان آن را فقط به عنوان یک موضوع برای کلینیک خلاصه کرد، به همین دلیل است که تلاش در بخش های مختلف برای مقابله با این مشکل عالی است.
در کارمان، ما از CRISPR-Cas9 برای حذف ژن های مقاومت آنتی بیوتیکی استفاده می کنیم. در طبیعت، CRISPR-Cas9 یک سیستم ایمنی باکتریایی است که می تواند یاد بگیرد توالی های DNA خاص را تشخیص دهد و آنها را برش دهد. هنگام استفاده از آن به عنوان یک بیوتکنولوژی، می‌توانیم با «گفتن» به Cas9 کدام توالی DNA را شناسایی و برش دهیم، آن را تغییر دهیم. ما Cas9 را طوری برنامه ریزی کردیم که یک ژن مقاومت آنتی بیوتیکی را هدف قرار دهد، به این معنی که باکتری هایی که این درمان CRISPR-Cas9 را دریافت کرده اند، ژن مقاومت آنتی بیوتیکی مورد هدف را از دست خواهند داد و می توانند دوباره با آنتی بیوتیک درمان شوند.
جدیدترین مطالعه شما از ابزار تحویل CRISPR-Cas9 با دامنه وسیع میزبان برای حذف پلاسمیدهای AMR از اعضای متعدد جوامع میکروبی پیچیده استفاده می کند. لطفاً نحوه انجام این تحقیق را توضیح دهید و نتایج اصلی این مطالعه را به ما بگویید؟
اعتبار تصویر: Freakeistein/Shutterstock.com
AMR یک مسئله پیچیده و دائماً در حال تکامل است که به طور نامتناسبی بر کشورهای با درآمد کم یا متوسط (LMIC) تأثیر می گذارد. تکنیک های مقرون به صرفه و در دسترس برای مبارزه با AMR برای پل زدن بر بار اجتماعی نابرابر AMR مورد نیاز است. در حالی که CRISPR-Cas-9 یک رویکرد جدید برای مقابله با این مسئله ارائه می دهد، آیا شما معتقدید CRISPR یک رویکرد قابل دسترس است که می تواند در LMICها برای کاهش سرعت گسترش باکتری های چند مقاوم استفاده شود؟ چگونه می توان از پتانسیل دسترسی ناعادلانه جلوگیری کرد؟
در این مطالعه، آزمایش‌های اثبات مفهوم را انجام می‌دهیم و نشان می‌دهیم که می‌توانیم از ابزار CRISPR-Cas9 برای محافظت از یک سری جدایه‌های مختلف در برابر جذب پلاسمید مقاوم به آنتی‌بیوتیک استفاده کنیم، که از مقاوم شدن آنها جلوگیری می‌کند. ما همچنین نشان می‌دهیم که می‌توانیم یک ژن مقاومت آنتی‌بیوتیکی را که قبلاً در یک هدف وجود دارد حذف کنیم E. coli باکتری – این بدان معناست که ما می‌توانیم از این ابزار CRISPR-Cas9 برای ایجاد حساسیت مجدد باکتری‌هایی که قبلاً به آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم بودند، استفاده کنیم و پس از درمان CRISPR-Cas9 با موفقیت آنها را با این آنتی‌بیوتیک از بین ببریم.
