Мышам генетически отредактировали микробиом кишечника

В каждом кишечнике огромное сообщество микроорганизмов. Этот микробиом кишечника неразрывно связан с нашим здоровьем, а не только со здоровьем пищеварительной системы. Недавние исследования показали, что микробиом кишечника может играть роль в возникновении аутоиммунных заболеваний, диабета, рака, сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Паркинсона, Альцгеймера, рассеянного склероза и даже депрессии.

Баланс этой хрупкой экосистемы может быть нарушен диетой, антибиотиками и многими другими факторами, и его бывает трудно исправить. Пробиотики и трансплантация фекалий могут помочь, но они не всегда эффективны и могут не принести желаемого эффекта.

В рамках нового исследования ученые UCSF изучали, как редактирование генов кишечных бактерий может помочь восстановить баланс микробиома. Важным отличием будет разработка методов лечения, нацеленных на определенные штаммы бактерий, не затрагивая другие, которые могут быть полезны.

«Мы продемонстрировали первое стабильное изменение гена в микробиоме кишечника млекопитающего», - говорит Питер Тернбо, автор исследования. «Это отправная точка для создания бактерий в кишечнике».

E. coli - один из самых распространенных обитателей нашего кишечника, его штаммы полезны как для нас, так и для других, которые могут вызывать, например, пищевое отравление. В тестах на мышах команда разработала бактериофаг под названием M13 - вирус, который специально охотится на кишечную палочку - чтобы выборочно сосредоточиться на одном штамме. Когда вирус захватывается, он доставляет CRISPR-Cas9 целевым бактериям, удаляя хромосомы.

Команда вводила M13 мышам перорально и отслеживала изменения микробиома, анализируя фекалии животных. До начала лечения целевой штамм преобладал в их кишечнике, но через две недели он составлял всего один процент.

Исследователи говорят, что этот метод в конечном итоге может быть использован для изменения состава микробиома, чтобы помочь исправить дисбаланс, вызывает проблемы со здоровьем. Но, конечно, это та цель, до которой еще далеко, учитывая всю сложность микробиома. Впереди еще много работы, в том числе поиск других бактериофагов, которые могут нацеливаться на разные бактерии.

«Мечта в том, чтобы была возможность просто выбрать, какие конкретные штаммы в кишечнике (или даже отдельные гены) вы хотите продвигать или уничтожать», - говорит Тернбо. «Мы действительно взволнованы тем, насколько далеко смогли продвинуться в отношении кишечной палочки. Надеюсь, это приведет к созданию аналогичных инструментов для других представителей кишечной микрофлоры».

Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports.