Nghiên cứu chuột mở khóa chỉnh sửa hệ gene vi khuẩn đường ruột
Eligo Bioscience, một công ty về chỉnh sửa gene tập trung vào giải quyết các bệnh do biểu hiện của các gene vi khuẩn từ hệ vi sinh vật, đã xuất bản một nghiên cứu trên Nature về việc mở khóa chỉnh sửa hệ gene của vi khuẩn trong đường ruột.
Kể từ khi xuất hiện các liệu pháp gene trong những năm 1970 và lên tới một điểm mốc quan trọng trong việc chấp thuận gần đây của loại thuốc dựa trên công nghệ CRISPR đầu tiên (vào ngày 8/12/2023, Cơ quan Quản lý Dược và thực phẩm Mỹ phê chuẩn Casgevy, một liệu pháp chỉnh sửa gene CRISPR của công ty Vertex Pharmaceuticals và CRISPR Therapeutics, chữa bệnh thiếu máu hồng cầu hình lưỡi liềm) 1, các nhà nghiên cứu đã đạt tới một tiến bộ mới trong việc phân phối DNA tới vô số tế bào và nội quan để sửa chữa những khuyết tật gene. Tuy nhiên cho đến nay, một lượng lớn các gene của con người vẫn còn chưa được tiếp cận một cách toàn diện: hệ vi sinh vật đường ruột.
Hệ vi sinh vật này, bao gồm hàng tỉ tỉ vi khuẩn hội sinh, vô cùng thiết yếu với sức khỏe của chúng ta và các chức năng phù hợp với hệ miễn dịch của chúng ta. Tuy vậy, chúng ta mới đang khám phá một số lượng ngày càng gia tăng các gene vi khuẩn phức tạp liên quan đến bệnh mãn tính và nhiều bệnh nghiêm trọng khác: từ các peptide vi khuẩn kích hoạt các bệnh tự miễn đến các nhân tố độc lực của vi khuẩn có tác động đến các bệnh viêm nhiễm, hình thành khối u và các bệnh suy giảm thần kinh.
Khi các liệu pháp không nhắm đích ảnh hưởng đến thành phần hệ vi sinh vật có thể là nguyên nhân dẫn đến những sự kiện lây nhiễm bất lợi trầm trọng và các hiệu ứng phụ, cần phải có những cách tiếp cận mới để chỉnh sửa hệ vi sinh vật theo cách hướng đích.
“Những gì Eligo Bioscience đã đạt được chứng tỏ rằng bây giờ có thể tạo ra những thay đổi cụ thể với DNA của vi khuẩn đường ruột, tương tự như cách các nhà khoa học đã chỉnh sửa gene người để tìm hiểu hoặc điều trị các bệnh rối loạn gene”, theo David Bikard, đồng sáng lập Eligo Bioscience và là một nhà nghiên cứu ở Viện Pasteur Paris 2.
Năm 2017, những người sáng lập Eligo Bioscience đã gọi vốn được 20 triệu USD (17 triệu euro) nhằm đưa Eligo đưa thuốc có tăng cường CRISPR diệt vi khuẩn vào thử nghiệm lâm sàng với một bệnh hiếm gặp.
Một phương pháp chính xác và hiệu quả
Hiệu quả đạt được in vivo (trong cơ thể sống như các sinh vật hoặc các tế bào còn sống, thường là động vật, kể cả con người, và thực vật…) chỉnh sửa gene vi khuẩn đòi hỏi cả phương pháp phân phối hiệu quả và hệ chỉnh sửa mạnh mẽ.
Trong một cuộc trình diễn đầy rẫy kỹ thuật khó, Eligo đã chứng tỏ năng lực của kỹ thuật thiết kế, sản xuất và tinh khiết hóa một capsid được tách ra từ vi khuẩn – vỏ bên ngoài protein của virus, hay còn gọi là hình khối vỏ – chứa một tải lượng DNA tổng hợp mã hóa một hệ chỉnh sửa cặp base.
Sau khi vào cơ thể chuột qua đường miệng, capsid phân phối tải lượng với mức hiệu quả cực cao và chính xác để hướng đích đến các quần thể vi khuẩn cư trú giữa hàng trăm loài vi khuẩn trong dạ dày chuột. Thật đáng ngạc nhiên, hệ này có thể bất hoạt một cách chính xác các gene kháng kháng sinh hoặc các nhân tố độc hại của vi khuẩn bằng việc tạo ra cặp base đơn lẻ đột biến trong các gene phản hồi.
Khi hướng đích các chủng E. coli xâm nhập đường ruột chuột, công nghệ này đã chuyển gene đích trong hơn 90% vi khuẩn, ở một số trường hợp là 99,7%. Các thay đổi này vẫn bền vững trong vòng ít nhất 42 ngày.
Jesus Fernandez của Eligo VP of Technology và một tác giả khác của nghiên cứu, nhấn mạnh vào việc “thành quả này là sự tích tụ của tám năm nghiên cứu của nhóm nghiên cứu ở Eligo Bioscience 3 và đưa ra một sự chuyển mô thức trong nghiên cứu vi sinh vật đường ruột. Sự nhảy vọt này đem lại cho Eligo một hứa hẹn độc nhất vô nhị trong ngành công nghiệp sinh học để phát triển các loại thuốc gene mới cũng như phát hiện các đích mới. Chúng tôi cuối cùng đã có một công cụ để nhìn vào vai trò của các gene vi khuẩn cụ thể đối với sức khỏe và bệnh tật”.
“Công nghệ này cũng tăng cường tính tiên phong của Eligo trong phát triển các công cụ chỉnh sửa gene in vivo cho hệ vi sinh vật đường ruột và mở rộng hơn phạm vi của các đích liệu pháp có thể giải quyết trong lĩnh vực chỉnh sửa gene”, Xavier Duportet, CEO và đồng sáng lập của Eligo nhận xét.
Nghiên cứu “In situ targeted base editing of bacteria in the mouse gut” được xuất bản trên Nature 4.
Nguyễn Nhàn tổng hợp
Nguồn: https://phys.org/news/2024-07-mouse-genome-bacteria-gut.html
———————————————
2. https://tiasang.com.vn/quan-ly-khoa-hoc/vien-pasteur-quyen-luc-cua-mot-de-che/
4. https://www.nature.com/articles/s41586-024-07681-w
