Door een al te overvloedig gebruik van antibiotica zijn diverse bacteriestammen ongevoelig geworden voor die bacteriedoders. Er wordt tegenwoordig, vooral in de VS, al gesproken van een ‘antibioticacrisis’. Onderzoekers hebben de genschaar CRISPR/Cas9 aangepast om uit te zoeken welke genen door antibiotica als doelwit dienen. Met die kennis zouden nieuwe antibiotica kunnen worden ontwikkeld waar bacteriën vooralsnog geen verweer tegen hebben. Ze noemden het aangepaste systeem mobile-CRISPRi (met de i van interferentie).
“We hebben iets nodig waarmee we de zwakke plekken in bacteriën kunnen ontdekken”, zegt onderzoeker Jason Peters van de universiteit van Wisconsin. ‘Zijn’ systeem mobile-CRISPRi zou het mogelijk maken het functioneren van antibiotica op genetisch niveau in een groot aantal bacteriën te achterhalen.
“De meeste mensen denken bij CRISPR aan genbewerking”, zegt Peters, “maar dat doe ik niet.” De ‘normale’ labpraktijk is dat met CRISPR het DNA op een bepaalde plaats worden doorgeknipt (door, onder meer, Cas9). Er kan iets veranderd worden en de cel plakt zelf de losse stukken weer aan elkaar.
De onderzoekers werkten met een afwijkende vorm: CRISPRi. Daarmee wordt DNA niet doorgeknipt. CRISPR wordt daar eigenlijk gebruikt om genen te blokkeren (te deactiveren; vandaar die i).
De onderzoekers toonden aan dat als ze de hoeveelheid verminderden die aangemaakt wordt van een bepaald eiwit dat als doelwit van een antibioticum diende, de bacteriën veel gevoeliger werden voor dat antibioticum. Met deze techniek zouden duizenden genen zijn te onderzoeken op hun waarde als doelwit voor antibiotica en die zou daarmee een bijdrage kunnen leveren aan de oplossing van de ‘antibioticacrisis’.

Mobiel

Om CRISPRi ‘mobiel’ te maken ontwikkelden de onderzoekers het CRISPR-systeem van gewone labmodellen (bedoeld is bacteriën) om dat over te dragen op gevaarlijker micro-organismen (die daardoor ook lastiger te onderzoeken zijn). Daarbij maakten ze gebruik van een van de natuurlijke manieren waarop bacteriën DNA uitwisselen en koppelen, de bacteriële vorm van seks. Die wordt conjugatie genoemd. “Je hoeft alleen de bacteriën maar bij elkaar te zetten en dan gebeurt het. Veel makkelijker wordt het niet.

Met behulp van conjugatie verspreidden de onderzoekers mobile-CRISPRi onder ziekteverwekkende bacteriestammen als Pseudomonas, Salmonella, Staphylococcus en Listeria. “Op die manier kun je kijken hoe antibiotica werken bij deze pathogenen. Dat geeft een beter inzicht in de werking in de verschillende organismen en wellicht kunnen we ze daarmee beter maken.”
De echte test voor de mobiliteit van mobile-CRISPRi moest van kaas komen. Als kaas veroudert ontstaat er een heel landschap van microscopische beestjes. Onderzoekers hebben maar nauwelijks een beeld van gigantische diversiteit aan bacteriën en schimmels op kazen, die belangrijk zijn voor de smaak ervan. Een daarvan, Vibrio casei, is gevonden op een Franse kaas door een medewerker van Peters.
Genen veranderen in labbacteriën als E. coli schijnt vrij eenvoudig te zijn aangezien die, zo begrijp ik het, door en door gekend zijn. Dat is niet zo met een ‘nieuwkomer’ als V. casei, maar het bleek dat mobile-CRISPRi zich makkelijk liet transponeren. Dat zou (kunnen) betekenen dat dat ook het geval is voor al die talloze niet of nauwelijks bestudeerde micro-orgaismen zou zijn. Peters biedt zijn medebroeders en -zusters in de wetenschap aan ook vrij gebruik te maken van mobiele-CRISPRi.

Bron: Science Daily