Os cientistas desenvolveram uma ferramenta de edição do genoma que pode controlar a população bacteriana no Microbioma intestinal de ratos vivos 1.

A ferramenta – uma espécie de “editor de base” – alterou o gene alvo em mais de 90% dos casosEscherichia colicolônia no intestino do rato sem que o gene modificado forme cópias potencialmente prejudiciais de si mesmo. “Sonhamos em poder fazer isso”, diz Xavier Duportet, biólogo sintético que cofundou a Eligo Bioscience, uma empresa de biotecnologia em Paris. Os resultados foram anunciados hojeNaturezapublicado.

Várias equipes de pesquisa tentaram fazer alterações genéticas nas bactérias intestinais de camundongos, mas conseguir isso no corpo tem sido um desafio. 4, 3, 2. Até agora, os editores de base que trocam uma base de nucleotídeo por outra – por exemplo, convertendo um A em um G – sem quebrar a fita dupla do DNA, não foram capazes de modificar o suficiente da população bacteriana alvo para serem eficazes. Isso ocorre porque os vetores nos quais foram entregues tinham como alvo apenas receptores comuns em bactérias cultivadas em laboratório.

Sistema de entrega inovador

Para superar esses obstáculos, Duportet e seus colegas construíram um veículo de entrega usando componentes de um bacteriófago – um vírus que infecta bactérias – para atingir váriosE.coli-Receptores alvo expressos no ambiente intestinal. Este vetor carregava um editor base, o específicoE.coli-genes direcionados. Os pesquisadores também refinaram o sistema para evitar que os genes editados se replicassem e se espalhassem.

A equipe introduziu o editor básico em mouses e o usou para criar A noE.coli-Alteração do gene que produz β-lactamases – enzimas que promovem a resistência bacteriana a vários tipos de antibióticos. Cerca de oito horas após o tratamento, cerca de 93% das bactérias visadas foram editadas.

Os pesquisadores então adaptaram o editor base para que fosse umE.coli-Gene que produz uma proteína que se acredita desempenhar um papel em diversas doenças neurodegenerativas e autoimunes. A proporção de bactérias editadas foi de cerca de 70% três semanas após o tratamento. No laboratório, os cientistas também puderam usar a ferramenta para identificar cepas deE.colieKlebsiella pneumoniaeque pode causar pneumonia. Isto sugere que o sistema de edição pode ser adaptado a diferentes cepas e espécies bacterianas.

Este sistema de edição de base representa um “avanço crítico” no desenvolvimento de ferramentas que podem modificar bactérias diretamente no intestino, diz Chase Beisel, engenheiro químico do Instituto Helmholtz para Pesquisa de Infecções Baseadas em RNA em Würzburg, Alemanha. O estudo “abre a possibilidade de editar micróbios para combater doenças e, ao mesmo tempo, evitar que o DNA manipulado se espalhe”, acrescenta.

O próximo passo de Duportet e seus colegas é desenvolver modelos de camundongos com doenças causadas pelo microbioma para medir se edições genéticas específicas têm um impacto positivo em sua saúde.