Genteknologi

Forskere skaber den første CRISPR-baserede lægemiddelkandidat rettet mod mikrobiomet

En ny lægemiddelkandidat målrettet E. coli-bakterier i tarmen er nået til den kliniske forsøgsfase (fase 1). Ifølge en ny artikel i Nature Biotechnology kan lægemidlet forbedre blodkræftpatienters trivsel og reducere deres dødelighed forårsaget af E. coli-infektioner.

Professor Morten Otto Alexander Sommer. Foto: DTU.
Professor Morten Otto Alexander Sommer. Foto: DTU.
  1. Naturligt forekommende fager screenes mod et panel af E. coli-stammer.
  2. Fager, der udviser bred effektivitet mod E. coli-bakterier, forsynes med halefibre og/eller bevæbnes med CRISPR-Cas-systemer med sekvenser, der er specifikke for E. coli-bakterier, hvorved der skabes CAP’er (Cas-bevæbnede fager).
  3. CAP’erne testes for værtsområde, effektivitet i den levende organisme og specifikationer for CMC (kritisk micellekoncentration).

SNIPR001 består af fire komplementære CAP’er og er et nyt præcisionsantibiotikum, der er selektivt målrettet E. coli-bakterier til forebyggelse af bakteriæmi hos blodkræftpatienter med risiko for neutropeni (lavt antal hvide blodlegemer).

Blodkræftpatienter står forrest i køen

Den nye udvikling er særligt spændende for blodkræftpatienter i forhold til de bivirkninger, der er forbundet med deres kemoterapibehandling. Kemoterapien får patientens knoglemarv til at producere færre blodlegemer og kan give betændelse i tarmene. Sidstnævnte øger tarmens gennemtrængelighed, så bakterier fra tarmen kan trænge ind i blodbanen. Denne kombination af bivirkninger gør patienten sårbar over for infektioner forårsaget af bakterier som E. coli.

I dag modtager patienter i risikogruppen (dvs. med lave niveauer af hvide blodlegemer) antibiotikabehandlinger forud for deres kemoterapi, men i nogle tilfælde udviser E. coli-bakterier meget høj resistens over for almindeligt anvendte antibiotika. Antibiotika forårsager desuden i sig selv flere bivirkninger, der i nogle tilfælde nedsætter effekten af kræftbehandlingerne.

”Vi har brug for en bredere vifte af behandlingsmuligheder for disse patienter, og helst nogle, der er specifikt målrettet bakterierne for at undgå bivirkninger, og som ikke forværrer problemet med antibiotikaresistens,” siger Morten Otto Alexander Sommer.

I de senere år er forskere igen begyndt at bruge fager til behandling af infektioner på grund af stigningen i antibiotikaresistens. Før antibiotika blev alment tilgængelig, var brugen af fager nemlig meget udbredt og blev studeret i lande i det tidligere Sovjetunionen. Alligevel er der kun udført få kliniske forsøg, og resultaterne har ifølge artiklen ikke været overbevisende.

”Nye teknologier som CRISPR har gjort det muligt at anvende fager til behandling af infektioner. Som vores resultater viser, er der potentiale for at tilpasse naturligt forekommende fager ved hjælp af genteknologi. Det er mit håb, at denne tilgang også kan tjene som inspiration til nye antimikrobielle stoffer, der er målrettet resistente patogener,” siger Morten Otto Alexander Sommer.

CRISPR-teknologi er en metode for forskere til at tilpasse DNA-sekvenser i celler. Det er baseret på en forsvarsmekanisme, som bakterier naturligt bruger til at beskytte sig selv. CRISPR-teknologi omfatter molekylet Cas9, der fungerer som en saks til at klippe i DNA på et bestemt sted.

 

Efter snittet kan DNA’et rettes til, eller et nyt stykke kan tilføjes. Forskere kan bruge dette værktøj til at skabe genmodificerede organismer, finde nye måder at behandle genetiske sygdomme på og lære mere om, hvordan gener fungerer.

 

Fager er små virus, der kan dræbe specifikke bakterier. De findes overalt på jorden og hjælper med at regulere bakteriepopulationer og næringsstofkredsløb. De inficerer og dræber bakterier, og når bakterierne dør, frigiver de næringsstoffer i miljøet.

 

Forskere bruger fager til at behandle bakterieinfektioner – også kaldet fagterapi. De identificerer og isolerer fager, der kan dræbe en bestemt bakteriestamme, og bruger dem til at bekæmpe infektioner forårsaget af bakteriestammen.

 

Fagterapi har visse fordele i forhold til antibiotika, f.eks. målretning mod specifikke bakterier uden bivirkninger og potentiel reduktion af antibiotikaresistens.