CRISPR Temelli ‘Antibiyotik’ Bağırsaktaki Tehlikeli Bakterileri Yok Ediyor

CRISPR teknolojili genetik mühendislikle üretilen bakteriler antibiyotiklere dirençli enfeksiyonlarla mücadeleye ve insan mikrobiyomunun düzenlemesine yardımcı olabilir. Kanada Sherbrooke Üniversitesinden Sebastian Rodrigue’nin ekibinin gerçekleştirdiği çalışmada, CRISPR-temelli silahla donatılan iyi huylu bakteriler antibiyotiklere dirençli suşları hedef alarak, zararsız diğer mikroplara hiç dokunmadan farenin bağırsaklarındaki zararlı bakterileri yok etmiştir. Bu yaklaşım, bağırsak ve cildin antibiyotiklere dirençli enfeksiyonlarıyla mücadelenin yeni bir yolunu sağlayabilir ve mikrobiyomu düzenleyerek pek çok hastalığın tedavisine yardımcı olabilir.

Bu yaklaşımın daha önce petri kaplarında yetiştirilen hücrelerde işe yaradığı gösterilmekle birlikte, Rodrigue’nin çalışması hayvanlarda etkisini ortaya koyan ilk çalışmadır. Eğer farelerde işe yarıyorsa, insanlar dahil diğer hayvanlarda da işe yarayabileceği düşünülmektedir.

CRISPR bir gen düzenleme aracı olarak bilinmekle birlikte, içlerinde özel DNA parçacıkları taşıyan bakteri hücrelerini öldürmek üzere de programlanabilir. Zor kısmı, bunu yapmak için öldürmek istediğiniz bakteri hücrelerinin her birinin içine bir CRISPR sisteminin aktarımının gerekmesidir. Rodrigue’ye göre, "asıl zorluk bu aktarımdır .

CRISPR aktarımının bir yolu konjugatif plazmitler olarak bilinen bakteriler içindeki DNA parçacıklarından yararlanmaktır. Bunlar konjugasyon olarak adlandırılan bir yöntemle diğer bakteriyel hücrelere bakteriyi aktaran genleri taşımaktadır. Rodrigue’nin ekibi en etkili şekilde kendini transfer edebileni bulmak için yaygın bir bakteri grubunda farklı konjugatif plazmitleri test etmiş, daha da etkin hale getirmek üzere geliştirmiştir.

Ekip E.coli’nin antibiyotiğe dirençli suşunu hedefleyen bir CRISPR sistemi için genler eklemiş ve probiyotik olarak kullanılan iyi huylu bakteri içine plazmit yerleştirmiştir. CRISPR donanımlı probiyotik bakteriler farelere verildiğinde, dört günde E.coli bakterilerinin yüzde 99.9 kadarını yok etmişlerdir. Daha sonra, ekip enfekte farelerin bağırsaklarına zarar veren Citrobacter rodentium isimli bir bakteriyi hedeflemiştir. CRISPR donanımlı probiyotik bakteriler dört gün içinde enfeksiyonları iyileştirmiş, Citrobacter rodentium tamamen yok edilmiştir.

Ekip şimdi, çiftçiler tarafından yaygın olarak kullanılan antibiyotiklere bir alternatif sağlayabilmek üzere domuzlar üzerinde yöntemi test etmeye başlamıştır. New York’taki Columbia Üniversitesinden Alejandro Chavez’e göre, yöntem çok etkilidir ve genel olarak, böyle bir yaklaşım mümkün olmakla birlikte, bu tür etkin konjugatif plazmitler potansiyel riskler barındırmaktadır. Bir şey yanlış gittiği taktirde, plazmitler istenmeyen genlerin yayılımına yol açabilir. Bunu engellemek amacıyla Rodrigue, plazmitlerin tedavinin ardından hemen ölmeleri için plazmitlerin replikasyonu için gerekli genleri silmeyi veya belirli bir süre sonunda kendilerini imha edebilecekleri bir sistemi planlamaktadır.

CRISPR donanımlı probiyotik bakteriler yüksek düzeyde seçici antibiyotik kadar etki göstermektedir. Ciltten mesaneye, vücuttaki bütün bakteriyel enfeksiyonları, mikrobiyom değişiklikleriyle ilişkili kanserden Crohn’a pek çok hastalığı tedavi etmek amacıyla kullanılabilir. Mikrobiyomu değiştirebilme imkanı sunan bir araç yepyeni tedavilerin geliştirilmesini sağlayacak, bu araç sayesinde mikrobiyom hastalık yerine şifa verecek şekilde değiştirilebilecektir.