Establishment and application of CRISPR/Cas Technology in Non-Tuberculous Mycobacteria (NTM)

"Etablierung und Anwendung der CRISPR/Cas-Technologie in nicht-tuberkulösen Mykobakterien (NTM)"

Nicht-tuberkulöse Mykobakterien (NTM) werden zunehmend für ihre Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit erkannt, da sie Infektionen verursachen, insbesondere bei Personen mit geschwächtem Immunsystem oder zugrunde liegenden Lungenerkrankungen. Im Gegensatz zum bekannten Mycobacterium tuberculosis (MTB) stellt die intrinsische Resistenz von NTM gegen gängige Antibiotika eine Herausforderung für die Behandlung dar. Die Diagnose von NTM-Infektionen ist aufgrund unspezifischer Symptome, die häufig mit anderen Krankheiten verwechselt werden, kompliziert.

Das Verständnis der NTM-Biologie ist für eine verbesserte Diagnose und Behandlung von entscheidender Bedeutung. Die Einführung von CRISPRi (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats Interference) und CRISPR/Cas9 bei NTM stellt einen bedeutenden Durchbruch für die Weiterentwicklung der NTM-Forschung und -Behandlung dar.

Die Studie wendete das CRISPRi/dCas9-System auf NTM-Arten (M. smegmatis, M. abscessus und M. avium) an und verwendete ein Reporter-eGFP-Gen für die Funktionsanalyse. CRISPRi führte zu einer signifikanten Herunterregulierung von eGFP bei M. smegmatis und M. abscessus. Bei M. avium deutete die verringerte Fluoreszenz, auch ohne sgRNA, auf die Notwendigkeit einer weiteren Optimierung hin. CRISPRi erwies sich als wirksam für den Gen-Knockdown bei M. abscessus.

CRISPR/Cas9 wurde eingesetzt, um das eGFP-Gen auszuschalten, was zu einem Fluoreszenzverlust bei M. smegmatis und M. avium führte, nicht jedoch bei M. abscessus. Die Untersuchung des Systems auf dem mps1-Gen in M. abscessus ergab Defekte in der Glycopeptidolipid-Synthese, die einen Morphotypübergang verursachten.

Die erfolgreiche Etablierung von CRISPRi und CRISPR/Cas9 in der NTM stellt einen Meilenstein dar und eröffnet neue Wege für die Forschung und mögliche Therapien. Diese Technologien ermöglichen eine präzise Genommanipulation, verbessern unser Verständnis der NTM-Biologie und erleichtern die Entwicklung wirksamerer NTM-Infektionsbehandlungen.