Vírusok mesterséges fejlesztése az emberi, állati és növényi egészség javítására.
Az emberi testben és testünkben élő mikrobák száma megegyezik az emberi sejtek számával, sőt, akár meg is haladhatja azt. A mikrobák közösségét, amelyet egy szervezet tartalmaz, mikrobiomnak nevezzük, és az emberek, állatok és növények mikrobiomjai fontos szerepet játszanak ezen szervezetek egészségében.
A közelmúltban elért eredmények lehetővé teszik a bélben élő baktériumok ökoszisztémája (a mikrobiom) mérnöki alakítását az emberi jólét és a mezőgazdasági termelékenység javára. A mérnöki munka kulcsa a fágok – olyan vírusok, amelyek szelektíven fertőzik a baktériumok bizonyos típusait. Fertőzéskor a fág befecskendezi a genetikai információit a baktériumba. A szintetikus biológia eszközeivel a fágok genetikai információi átprogramozhatók, így a fertőzött baktériumok egy biológiailag módosított genetikai utasításkészletet hajtanak végre. A biotechnológiával módosított fágokkal a tudósok megváltoztathatják egy baktérium funkcióit, például terápiás molekulát termelhetnek belőle vagy érzékennyé válhatnak egy bizonyos gyógyszerre. Mivel a fágok általában csak egy baktériumtípust fertőznek meg, a komplex mikrobiom egyes baktériumfajtáit lehet megcélozni.
Így az úgynevezett dizájnerfágok potenciálisan alkalmasak a mikrobiomhoz kapcsolódó betegségek kezelésére. Olyanokra, mint például a hemolitikus urémiás szindróma (HUS) – egy ritka, de súlyos kór, amely a veséket és a véralvadási funkciókat érinti, és amelyet az E. coli egy bizonyos faja okoz. A tudósok egy E. coli-fág genetikai anyagát úgy alakították át, hogy az olyan genetikai ollót kódoljon, amely képes feldarabolni a HUS-hoz vezető E. coli-géneket.
Állatkísérletek kimutatták, hogy ezeknek a dizájnerfágoknak a beadása jelentősen csökkentette a HUS-t okozó E. coli-törzs jelenlétét a mikrobiomban, ezáltal enyhítette a HUS tüneteit.
Ezt a megközelítést nemrég az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala (FDA) a ritka betegségek egyik gyógyszerének minősítette, ami lehetővé teszi az embereken végzett klinikai vizsgálatok elvégzését. A fágokat takarmánykiegészítőként is tervezik az állatállomány növekedésének fokozására, bizonyos növényi betegségek kezelésére és a veszélyes baktériumok eltávolítására az élelmiszerláncokban, összhangban az Egészségügyi Világszervezet One Health megközelítésével.
A tervező fágterápiák ígéretes korai eredményei jelentős kockázati tőkét vonzanak, ami elősegíti a mesterséges fágok klinikai tesztelését. A dizájnerfágok lehetséges alkalmazásai sokfélék. A Locus Biosciences az antibiotikum-rezisztens baktériumok elleni küzdelemben alkalmaz mesterséges fágokat, míg az Eligo Biosciences hasonló módszerekkel próbál bizonyos baktériumokat kevésbé patogénné tenni. A 44 fággal kapcsolatos, terápiás célú klinikai kísérletből 29-et 2020 eleje óta indítottak.
A természetes és a dizájnerfágokat egyaránt magában foglaló fágalapú terápiák továbbra is a mikrobiom szerkesztésének hatékony módszereként jelennek majd meg, javítva az emberek, állatok és növények egészségét.
(Forrás és fotó: A 2023-as Top 10 Emerging Technologies jelentés)
