Forskare i Birmingham har identifierat en viktig genetisk kod för en metod som kallas plasmidcuring, som syftar till att ”förflytta” antibiotikaresistensgener från bakterier.
Plasmider, som är små, cirkulära DNA-strängar, spelar en avgörande roll för att bakterier snabbt ska kunna dela med sig av fördelaktiga gener i en föränderlig miljö, vilket är särskilt oroande när de bär på gener som ger antibiotikaresistens.
Professor Chris Thomas från Birminghams School of Biosciences har undersökt plasmidcuring i många år och konstruerat användbara ”multikopierade” (många kopior i varje bakterie) plasmider för detta ändamål, vilket har resulterat i en patenterad, effektiv metod för att förflytta oönskade plasmider som bär på resistens.
När man utvecklade detta till ett ”probiotiskt” system som kunde spridas genom tarmen på ”lågkopierade” plasmider, upptäckte Thomas laboratorium dock att man var tvungen att konstruera plasmiden så att den hade ett högre antal kopior innan den gav en effektiv förskjutning, vilket man kallade ”potentiering”.
Hans vidare arbete, publicerat i Nucleic Acids Research, undersöker varför denna förstärkning var nödvändig och upptäckte att problemet delvis låg i de ”problematiska” F-plasmider som ofta finns i E. coli-bakterier och som hans laboratorium använde som modellsystem.
Professor Thomas säger: ”Vi har identifierat den del av plasmiden som är absolut nödvändig för att den ska fungera vid plasmidförskjutning och byggt en helt ny ’curing cassette’ som inte behöver förstärkas.”
Medan den aktuella artikeln täcker den grundläggande vetenskapen och avslöjar den genetiska koden som ligger till grund för denna mer robusta design, har professor Thomas arbete nu gått vidare till att undersöka spridningen av plasmider i djurmodeller av tarmen. Artikeln som beskriver resultaten av detta vidare arbete är under förberedelse och han säger att det är mycket uppmuntrande.
”Vi vet att djur är reservoarer för antibiotikaresistenta gener som kan överföras till människor, och vi förstår nu bättre hur man kan tillverka plasmider som fungerar i verkligheten.”
Professor Thomas och hans forskningssamarbetare vid Harper Adams University, Surrey University Veterinary School och Animal and Plant Health Agency söker nu kommersiella partners som är intresserade av att utveckla probiotika som kan intas för att bekämpa antibiotikaresistens hos tarmbakterier, både hos djur och människor.
Mer information: Georgina S Lloyd et al, Activation, incompatibility, and displacement of FIB replicons in E. coli, Nucleic Acids Research (2025). DOI: 10.1093/nar/gkaf275
