CRISPR- CÔNG CỤ CHỈNH SỬA GEN ĐƯỢC KÌ VỌNG LÀ GIẢI PHÁP TẠO RA KHÁNG SINH MỚI

 Trong một thí nghiệm, các nhà nghiên cứu Canada đã có thể sử dụng enzyme dùng công cụ Crispr để tiêu diệt S. enterica, nguồn gốc của nhiều căn bệnh do ăn thực phẩm nhiễm khuẩn gây ra. 

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học và bác sĩ đã sử dụng nhiều liệu pháp để điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn và virus thông thường. Nếu bạn bị nhiễm trùng xoang hoặc ngộ độc thức ăn, bạn có thể sẽ được kê một loại kháng sinh phổ rộng có tác dụng trên nhiều loại vi khuẩn khác nhau. Thuốc kháng virus giúp điều trị các bệnh do virus theo cách tương tự, bằng cách cản trở khả năng mầm bệnh có khả năng sinh sản và lây lan trong cơ thể.

Nhưng thế giới vi sinh vật nhanh chóng tiến hóa và nhiều vi khuẩn đã phát triển hệ thống phòng thủ chống lại các phương pháp tiêu diệt chúng. Ngày càng có nhiều vi khuẩn kháng lại một hoặc nhiều loại kháng sinh. Mỗi năm, khoảng 700.000 người trên thế giới chết vì nhiễm trùng kháng thuốc và đến năm 2050, con số này có thể tăng lên 10 triệu, theo ước tính của Liên Hợp Quốc. Virus cũng vậy, nhanh chóng phát triển những cách mới để ngụy trang khỏi thuốc, thường bằng cách ẩn bên trong tế bào chủ. Chưa đến 100 loại thuốc chống virus có khả năng còn tác dụng tại phòng khám phòng khám kể từ khi thuốc đầu tiên được phê duyệt vào năm 1963.

Với mong muốn tìm ra loại thuốc mới chống lại vi sinh vật gây bệnh, các nhà khoa học đang hướng tới Crispr, một công cụ chỉnh sửa gen. Crispr thường được xem xét cho các nhiệm vụ vĩ mô, ví dụ như thay đổi muỗi để chúng không còn khả năng lây truyền bệnh sốt rét, chỉnh sửa cà chua để chúng có hương vị ngon hơn và chữa một số bệnh di truyền ở người. Hiện các nhà nghiên cứu đang khai thác Crispr để biến một vi khuẩn thành công cụ chống lại chính nó hoặc chống lại virus lây nhiễm lên tế bào người.

“Crispr là một bước tiếp theo trong liệu pháp chống lại sự kháng kháng sinh.”, David Edgell, nhà sinh vật học tại Đại học Western ở London, Ontario, và là tác giả chính của một nghiên cứu được công bố đầu tháng này trên tạp chí Nature Communications.

Crispr (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)  là một lĩnh vực chuyên biệt của DNA, tạo ra số lượng cho kéo di truyền - các enzyme cho phép tế bào (hoặc một nhà khoa học) chỉnh sửa chính xác DNA khác hoặc phân tử “chị em” của nó, RNA. Crispr ban đầu được phát hiện ở vi khuẩn, giúp theo dõi tổn thương trong quá khứ. Khi virus tấn công, vi khuẩn lưu trữ các đoạn nhỏ của bộ gen virus trong DNA của chính nó. Điều này giúp vi khuẩn nhận ra virus khi chúng bị tấn công vào lần sau. Sau đó, sử dụng các enzyme sử dụng công cụ Crispr, nó có thể vô hiệu hóa virus và ngăn ngừa sự lây nhiễm.

Trong nghiên cứu gần đây, Dr. Edgell và các đồng nghiệp đã sử dụng thành công một loại enzyme sử dụng công cụ Crispr có tên Cas9 để loại bỏ một loài Salmonella. Bằng cách lập trình Cas9 để xem chính vi khuẩn là kẻ thù, Edgell và các đồng nghiệp của ông đã có thể buộc Salmonella thực hiện các vết cắt gây chết người cho bộ gen của chính nó.

Nhóm nghiên cứu bắt đầu với một plasmid liên hợp - một gói nhỏ vật liệu di truyền có thể tự sao chép và được truyền từ vi khuẩn này sang thê hệ sau. Các nhà khoa học đã thêm các chỉ dẫn được mã hóa cho các enzyme Crispr sẽ nhắm đến mục tiêu DNA Salmonella. Plasmid sau đó được giấu bên trong vi khuẩn E. coli. Dr. Edgell lý giải rằng hầu hết các loại E. coli thường là một phần của hệ vi sinh vật đường ruột khỏe mạnh, và sẽ có mặt nếu một người ăn Salmonella gây bệnh bằng cách ăn salad bị nhiễm độc. Sau đó, E. coli có thể chuyển plasmid được thiết kế sang Salmonella, nơi hệ thống Crispr sẽ kích hoạt, tiêu diệt vi khuẩn xấu.

Đó chính xác là những gì các nhà nghiên cứu quan sát thấy trong một đĩa petri. Hệ thống Crispr đã quét sạch gần như tất cả các vi khuẩn Salmonella, trong khi vẫn còn nguyên E. coli.

DS Phương Thảo

Theo TheNewyorkTimes