Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Piattaforma novella di tecnologia per la progettazione per il cliente dei batteriofagi per il cliente

I batteriofagi, conosciuti senza formalità come fagi, sono virus che possono attaccare ed uccidere i batteri specifici. Si presentano dappertutto nel mondo naturale. Precisamente perché sono abbinati ad appena un tipo specifico di batteri, ricercatori ed erba medica speri che i fagi possano essere costruiti per combattere determinate infezioni batteriche. Per esempio, l'industria alimentare già sta usando questi fagi per distruggere gli agenti patogeni in prodotti alimentari con i metodi naturali.

Tuttavia, geneticamente costruire i fagi per personalizzarli per le applicazioni specifiche continua ad essere un trattamento molto provocatorio e che richiede tempo. È particolarmente difficile da modificare i fagi per combattere i batteri gram-positivi quale lo stafilococco. Comprendere un genoma dei fagi sintetico nei batteri gram-positivi finora è stato molto problematico, poichè le loro pareti cellulari sono così spesse.

Progettazione per il cliente dei fagi per il cliente

Una nuova era può ora albeggiare nell'uso dei batteriofagi, tuttavia, come gruppo dei ricercatori piombo da Martin Loessner, professore di microbiologia dell'alimento a ETH Zurigo, ha presentato appena una piattaforma novella della tecnologia in un documento pubblicato nel giornale PNAS. Ciò permette agli scienziati geneticamente di modificare sistematicamente i genoma dei fagi, di fornire loro funzionalità supplementare e definitivo di riattivarle “in un sostituto„ batterico - una cella carente di listeria di parete della cellula, o L-modulo.

La nuova stazione di lavoro dei fagi permette che tali virus siano creati molto rapidamente e “la casella degli strumenti„ è estremamente modulare: permette che gli scienziati crino quasi tutti i batteriofagi per scopi diversi, con una grande varietà di funzioni.

“Precedentemente era quasi impossible da modificare il genoma di un batteriofago,„ Loessner dice. Sopra quello, i metodi erano molto inefficienti. Per esempio, un gene è stato integrato soltanto in un genoma attuale in una frazione minuscola di fagi. L'isolazione del fago modificato era spesso quindi come la ricerca un ago di stampa in un mucchio di fieno.

“Nel passato abbiamo dovuto schermare milioni di fagi e selezionare quelli con le caratteristiche desiderate. Ora possiamo creare questi virus da zero, li esaminiamo durante un periodo ragionevole e se necessario li modifichiamo ancora,„ sforzi di Loessner.

Fagi di progettazione sul computer

Samuel Kilcher, uno specialista in virologia molecolare, ha svolto un ruolo chiave nell'innovazione: ha usato i metodi sintetici di biologia per pianificazione il genoma di un batteriofago sul tavolo da disegno e per montarlo in una provetta dalle sequenze di DNA. Allo stesso tempo le nuove, funzioni supplementari sono state comprese nel genoma dei fagi, quali gli enzimi per dissolvere la parete cellulare batterica. Inoltre, Kilcher può eliminare i geni che danno i beni indesiderati dei fagi, quali l'integrazione nel genoma batterico o la produzione dei cytotoxins.

Per riattivare un fago dal DNA del sintetico, il genoma è stato introdotto in sferico, moduli parete-carenti ma possibili delle cellule del batterio di listeria (listeria del L-modulo). Sulla base del materiale genetico, queste celle batteriche poi producono tutte le componenti del fago desiderato e si assicurano che le particelle del virus siano montate correttamente.

I ricercatori egualmente hanno scoperto che le celle sferiche di listeria sono non solo capaci di creazione dei loro propri fagi specifici, ma anche quelli capaci di attaccare altri batteri. Solitamente, un host genera soltanto i sui propri virus specifici. la listeria del L-modulo è quindi adatta come incubatrice virtualmente universale per i batteriofagi.

Se le celle di listeria poi sono portate al punto in cui si rompono (lisi), i batteriofagi sono rilasciati e possono essere isolati e moltiplicati per uso nella terapia o nei sistemi diagnostici.

Soltanto i fagi virulenti sono adatti

“Un requisito indispensabile chiave per usando gli efficaci batteriofagi sintetici è che il loro genoma non può integrare nel genoma di ospite,„ Kilcher sottolinea. Se questo accade, il virus più non presenta una minaccia contro il batterio. Facendo uso di questo nuovo metodo, tuttavia, gli scienziati potevano riprogrammare semplicemente tali fagi integranti in modo che diventassero ancora interessanti per le applicazioni antibatteriche.

I due ricercatori non sono specialmente si sono preoccupati per le resistenze potenziali contro i fagi. Ed anche se c'erano c'è ne, per esempio dovuto un batterio che cambia le sue strutture della superficie per impedire al virus di fissare, la nuova tecnologia permette di sviluppare un fago adatto contro cui un batterio ancora non ha sviluppato la resistenza.

I ricercatori egualmente ritengono che il pericolo della versione non intenzionale sia molto piccolo: perché i batteriofagi - sia naturale che sintetico - sono estremamente host-specifici, non possono sopravvivere a per lungamente senza il loro host. Questa alta specificità egualmente impedisce i batteriofagi la commutazione ad un nuovo batterio ospite. “Adattarsi alla struttura di superficie di un host differente richiederebbe molto tempo terribile in natura,„ Loessner dice.

Vicino ad un'applicazione pratica

Con questa nuova tecnologia, il gruppo di Loessner ha fatto un'andatura gigante verso l'applicazione dei batteriofagi sintetici per uso nella terapia, nei sistemi diagnostici o nell'industria alimentare. Gli scienziati stanno riuscendo così a sormontare i vincoli connessi con l'uso dei fagi naturali. “La nostra casella degli strumenti potrebbe contribuire a sfruttare il potenziale dei fagi,„ Loessner dice. I ricercatori hanno fatto domanda per un brevetto per la loro tecnologia. Ora sperano di trovare i licenziatari per produrre i fagi per la terapia ed i sistemi diagnostici.

Source:

https://www.ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/news/2018/02/workbench-for-virus-design.html