Er gebruiken veel mensen antibiotica, waardoor bacteriën vaker resistent zijn voor antibiotica. Wetenschappers zien CRISPR als een mogelijk alternatief om de strijd aan te gaan met ziekteverwekkende bacteriën.

CRISPR is een methode om DNA te knippen en te plakken. Het lijkt een uitstekende methode om bepaalde mutaties te repareren en verwijderen. Aan de andere kant zijn er ook zorgen, want er is nog weinig bekend over de gevolgen van het ‘knippen en plakken’ met DNA.

CRISPR is bedacht door de natuur: bacteriën gebruiken de methode al heel lang om zich te beschermen tegen virussen. Zodra een virus een bacterie binnendringt, integreert de bacterie het DNA van dit virus in een bijzondere DNA-sequentie die onderzoekers Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (kortweg: CRISPR) noemen. Vervolgens maakt de bacterie RNA aan dat een kopie van het DNA van het virus bevat. Dat RNA wordt opgenomen door een enzym dat kortweg Cas (CRISPR-associated proteins) wordt genoemd. Deze enzymen laten zich door het RNA (ook wel guide-RNA genoemd) naar het virus loodsen. Eenmaal daar aangekomen, knipt het enzym het DNA van het virus in stukjes, waardoor het virus zich niet meer kan vermenigvuldigen.

Knippen en plakken
Wat blijkt nu: enzymen kunnen niet alleen viraal DNA in stukjes knippen, maar in feite het DNA van elk organisme. Daarnaast kan een fout stukje gen vervangen worden door een wenselijke DNA-sequentie. Het stukje DNA wordt dan – na het knippen – er tussen geplakt. Dit biedt ontzettend veel mogelijkheden. De methode is minder dan vijf jaar oud, dus onderzoekers zijn nog alle opties aan het verkennen.

Clostridium difficile
In een nieuw paper in het wetenschappelijke vakblad Science melden onderzoekers dat zij CRISPR in willen zetten om de Clostridium difficile te bestrijden. Dit is een bacterie die veel voorkomt in de darmen. Normaal gesproken zorgt de bacterie niet voor problemen, maar bij verstoring van de darmflora – bijvoorbeeld door gebruik van antibiotica – kan er overmatige groei optreden. Dit kan leiden tot een ontsteking van de dikke darm (Colitis pseudomembranacea). Volgens het Amerikaanse Centers for Disease Control and Prevention vinden er alleen in de Verenigde Staten jaarlijks 250.000 infecties plaats. De jaarlijkse medische kosten bedragen een miljard dollar. Tot op heden zijn circa 14.000 Amerikanen aan de gevolgen van deze ‘ziekenhuisbacterie’ gestorven.

Bacterie hacken
Nu lijkt het dus mogelijk om deze bacterie te verslaan. Onderzoeker Jan-Peter van Pijkeren van de universiteit van Wisconsin-Madison wil bacteriofagen (= kleine virussen die alleen een specifieke bacterie infecteren) inzetten om een verkeerde boodschap af te leveren bij C. difficile. De bacterie gaat hierdoor knippen in zijn eigen DNA, waardoor hij zichzelf onschadelijk maakt. Deze bacteriofagen zouden normaal gesproken snel vernietigd worden door maagzuur. Daarom is Van Pijkeren van plan om de fagen in een pilletje te stoppen, samen met een flinke brigade onschadelijke bacteriën. Deze probiotica beschermen de fagen tijdens de reis door het lichaam. Pas in het darmkanaal vallen de fagen aan en hacken ze de C. difficile-bacterie.

Clostridium difficile

Einde van de bacteriële massamoord nabij?
Van Pijkeren beweert dat de onderzoekers nog in het beginstadium zijn. Er is nog niet eens getest met dieren. Het kan dus nog even duren voordat deze pil antibiotica kan vervangen. Toch is er hoop, want onderzoekers hebben eerder laten zien dat bacteriofagen middels CRISPR huidbacteriën kunnen vernietigen. Daarnaast zijn verschillende farmaceutische bedrijven begonnen met het onderzoeken van CRISPR-antibiotica als alternatief voor reguliere antibiotica. Normale antibiotica doden veel slechte, maar ook veel goede bacteriën. Dankzij CRISPR is deze bacteriële massamoord niet langer nodig.