Biotecnologia
Utilizzo di CRISPR per invertire la resistenza agli antibiotici
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L'aumento della resistenza agli antibiotici
Le infezioni batteriche sono molto meno letali di quanto non fossero prima dell'introduzione degli antibiotici.
"Prima che avessimo gli antibiotici, infezioni come la scarlattina potevano persino causare problemi cardiaci. Gli interventi chirurgici spesso provocavano infezioni mortali nel sangue, come batteriemia o setticemia.
Poiché gli antibiotici salvano silenziosamente così tante vite ogni giorno, abbiamo iniziato a darli per scontati. Ma questo è lungi dall’essere un presupposto sicuro. I batteri si evolvono molto rapidamente e non morire a causa degli antibiotici rappresenta una forte pressione evolutiva. Pertanto, è normale che un nuovo antibiotico perda la sua efficacia dopo 10-15 anni.
L'unica cosa che ha permesso agli antibiotici di superare la resistenza batterica è stato lo sforzo dei ricercatori di continuare a scoprire nuove molecole, decennio dopo decennio. Questa è una guerra silenziosa tra ricercatori e agenti patogeni.
Di recente, i patogeni hanno iniziato a vincere. La resistenza agli antibiotici è un problema crescente, soprattutto per quanto riguarda le malattie contratte negli ospedali. La resistenza agli antibiotici uccide ogni anno più di 1.27 milioni di persone in tutto il mondo. Dal 2000 sono state scoperte pochissime nuove classi di antibiotici.
Fonte: Afage
Di valore, è stato scoperto che le onnipresenti micro e nanoplastiche riducono l'efficacia degli antibioticiAlcuni approcci più recenti potrebbero aiutare, come polimeri antibatterici, vaccini a mRNA, o antibiotici viventi chiamati fagi.
Tutte queste nuove idee saranno utili, ma nessuna di esse risolverà il problema del continuo adattamento dei batteri ai nuovi antibiotici e metodi antibatterici.
Un altro concetto è stato appena scoperto dai ricercatori dell'Università della California, che "contamina" le popolazioni batteriche facendole perdere la resistenza agli antibiotici, sfruttando il sistema di editing genetico CRISPR.
Hanno pubblicato i loro risultati in uno studio1 dal titolo "Un sistema simile al gene drive coniugale sopprime efficacemente la resistenza agli antibiotici in una popolazione batterica".
Trasformare CRISPR in un antibiotico
Uno sforzo a lungo termine
Interrompe i geni che codificano per i fattori di resistenza agli antibiotici presenti su un plasmide (un frammento di DNA circolare comune nei batteri) inserendoli con precisione nei geni bersaglio, disattivandoli. Questo approccio si è rivelato promettente, in quanto supera di oltre 100 volte le prestazioni degli approcci anti-antibiotico-resistenza CRISPR standard, basati sul principio "taglia e distruggi".
Il team ha sviluppato un sistema Pro-Active Genetics (Pro-AG) di seconda generazione denominato pPro-MobV.
Fonte: Antimicrobici e resistenza
Questa tecnologia aggiornata è progettata non solo per eliminare la resistenza agli antibiotici, ma anche per diffondersi nelle comunità batteriche e disattivare i geni che le rendono resistenti agli antibiotici.
Lo ha fatto utilizzando come arma contro i batteri il "trasferimento coniugale", un processo simile all'accoppiamento batterico, che normalmente svolge un ruolo chiave nella diffusione dei geni che causano la resistenza agli antibiotici. In questo caso, invece, ha diffuso la vulnerabilità agli antibiotici.
Sensibilità agli antibiotici autodiffondente
L'idea è simile ad altri metodi di controllo della popolazione impiegati negli insetti, ad esempio con popolazioni di zanzare portatrici di malaria "contaminate" con varianti create in laboratorio che non possono trasmettere la malattia, diffondendo il tratto quando si riproducono.
"Con pPro-MobV abbiamo trasferito il concetto di gene-drive dagli insetti ai batteri come strumento di ingegneria genetica. Con questa nuova tecnologia basata su CRISPR possiamo prendere alcune cellule e lasciarle agire per neutralizzare l'AR in un'ampia popolazione target."
Professori Ethan Bier - Facoltà di Scienze Biologiche dell'Università della California a San Diego
Questo metodo ha determinato una riduzione di circa 1000 volte della diffusione batterica in un test di laboratorio.
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| Caratteristica | Antibiotici tradizionali | Approccio CRISPR Gene-Drive |
|---|---|---|
| Meccanismo | Uccide o inibisce la crescita batterica | Elimina i geni di resistenza nei batteri |
| Sviluppo della resistenza | Comune entro 10-15 anni | Colpisce direttamente la resistenza; può invertire la diffusione della resistenza |
| Spread | Non si diffonde tra i batteri | Può auto-propagarsi tramite coniugazione plasmidica o fagi |
| Effetto sui biofilm | Penetrazione limitata | Attività dimostrata all'interno dei biofilm (ambiente di laboratorio) |
| Stato clinico | Ampiamente approvato e utilizzato | Ricerca in fase iniziale (preclinica) |
Ancora più importante, agisce anche sui biofilm, una fitta rete di batteri che aderisce alle superfici rendendole insensibili ad antibiotici e disinfettanti. I biofilm sono coinvolti nelle infezioni più gravi, formando una barriera protettiva che limita la facilità di penetrazione dei farmaci.
“Il contesto del biofilm per combattere la resistenza agli antibiotici è particolarmente importante poiché questa è una delle forme di crescita batterica più difficili da superare in ambito clinico o in ambienti chiusi come gli stagni degli acquacoltori e gli impianti di trattamento delle acque reflue.”
Professori Ethan Bier - Facoltà di Scienze Biologiche dell'Università della California a San Diego
Essere in grado di intervenire sui biofilm negli impianti di depurazione e nelle aziende agricole potrebbe anche ridurre radicalmente la diffusione della resistenza agli antibiotici nelle persone.
"Se si riuscisse a ridurre la diffusione dagli animali agli esseri umani si potrebbe avere un impatto significativo sul problema della resistenza agli antibiotici, poiché si stima che circa la metà di essa provenga dall'ambiente".
Professori Ethan Bier - Facoltà di Scienze Biologiche dell'Università della California a San Diego
Abbinamento di CRISPR con batteriofagi
Finora il metodo è stato utilizzato nei plasmidi batterici. Ma potrebbe anche essere diffuso alle popolazioni batteriche attraverso virus specializzati che attaccano solo i batteri, chiamati batteriofagi.
Ciò potrebbe renderlo particolarmente efficace nel trattamento di pazienti o grandi strutture, poiché i virus modificati possono autoreplicarsi e diffondersi autonomamente.
"Questa tecnologia è uno dei pochi modi di cui sono a conoscenza che può invertire attivamente la diffusione dei geni resistenti agli antibiotici, anziché limitarsi a rallentarne o contrastarne la diffusione."
Justin Meyer - Facoltà di Scienze Biologiche dell'Università della California a San Diego
Conclusione
La resistenza agli antibiotici è un problema crescente, anche se un rinnovato impegno scientifico potrebbe portare, per un po', alla scoperta di nuovi farmaci e altri metodi antisettici per tenerne a bada le conseguenze.
Grazie alla moderna ingegneria genetica, la comparsa della resistenza agli antibiotici potrebbe un giorno non essere più un evento fatale per qualsiasi nuovo trattamento nei prossimi dieci anni dalla sua introduzione.
Questa ricerca dimostra la straordinaria versatilità della tecnologia CRISPR, che da interessante meccanismo genetico si è trasformata in uno strumento per curare malattie genetiche, modificare le colture e ora persino alleviare la resistenza agli antibiotici.
Investire nella tecnologia CRISPR
Editas è stata fondata dalla co-scopritrice di CRISPR-Cas9 Jennifer Doudna. Editas ha iniziato a lavorare con Cas9 ma ora si concentra su una versione proprietaria di Cas12a che hanno progettato: AsCas12a.
Puoi leggere di più sulle proprietà uniche di Cas12a nel nostro articolo dedicato "Cos'è CRISPR-Cas12a2? & Perchè importa?".
Fonte: Modifica
Potete anche leggere una panoramica di tutte le aziende di Jennifer Doudna nell'articolo corrispondente "Le migliori aziende di Jennifer Doudna da tenere d'occhio. "
Editas si concentra sull'anemia falciforme (SCD) e sulla beta-talassemia, 2 malattie in cui ha perso la corsa per l'approvazione del primo trattamento contro i concorrenti CRISPR Therapeutics e BlueBirdBio.
Nel complesso, il programma SCD (recentemente rinominato Reni-Cell) è stata rinviata più volte, suscitando preoccupazione tra gli investitori, e da allora è stata riconcentrata sulla terapia in vivo per distinguerla dalle terapie SCD già approvate.
Tuttavia, Editas possiede importanti brevetti su CRISPR-Cas12, che è stato utilizzato dai ricercatori dell'Università del Nuovo Galles del Sud, in Australia, per sviluppare un test a strisce per il COVID-19, illustrando il potenziale della tecnologia che va oltre l'editing genetico.
Editas si concentra su altre versioni di CRISPR oltre al CRISPR-Cas9 "classico" e la sua proprietà intellettuale di ricerca potrebbe rivelarsi utile per stabilire partnership e generare ricavi senza un prodotto approvato dalla FDA, oltre a una pista di liquidità fino al 2026.
Poiché Cas12a sembra sempre più dimostrarsi il metodo migliore per l'editing multi-gene, l'esperienza di Editas e l'attenzione rivolta alla pipeline su questa variante di CRISPR potrebbero rivelarsi una scommessa vincente nel lungo periodo.
(Potete anche leggere di più su altre aziende CRISPR nel nostro articolo corrispondente "Le 5 migliori aziende CRISPR in cui investire".)
Ultime notizie e sviluppi sulle azioni Editas (EDIT)
Studio referenziato
1. Kaduwal, S., Stuart, EC, Auradkar, A. et al. Un sistema simile al gene drive coniugale sopprime efficacemente la resistenza agli antibiotici in una popolazione battericaNPJ. Antimicrobici e resistenza. 4, 8 (2026). https://doi.org/10.1038/s44259-026-00181-z
