Einem Team um Graham Hatfull von der University of Pittsburgh ist eine bahnbrechende Leistung gelungen: Sie haben Bakteriophagen – Viren, die Bakterien infizieren und abtöten – mithilfe synthetischer DNA völlig neu entwickelt. Dieser Erfolg ebnet den Weg für ein tieferes Verständnis dieser mikroskopisch kleinen Krieger und öffnet Türen für neuartige antibakterielle Therapien angesichts der wachsenden Antibiotikaresistenz.
Die in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichte Forschung stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Phagentechnik dar. Traditionell haben sich Wissenschaftler bei der Untersuchung bakterieller Infektionen auf natürlich vorkommende Phagen verlassen. Doch mit synthetischer DNA haben Forscher nun die Möglichkeit, die genetischen Baupläne dieser Viren präzise zu manipulieren. Stellen Sie sich vor, Sie hätten einen Werkzeugkasten voller anpassbarer Viren – genau das bietet dieser Durchbruch.
„Das wird die Entdeckung beschleunigen“, erklärt Hatfull. In der Natur wimmelt es von Phagenvielfalt, doch die Funktionen vieler einzelner Gene innerhalb dieser Viren bleiben rätselhaft. „Wie werden diese Gene reguliert? Spielt jedes Gen in einem Phagen mit 100 Genen eine Rolle? Was passiert, wenn wir dieses oder jenes entfernen?“ Über diese Fragen konnten Forscher bisher nur spekulieren. Dank synthetischer Phagen können sie nun Hypothesen direkt testen und beispiellose Einblicke in die Phagenbiologie gewinnen.
Für ihre Studie hat Hatfulls Team mithilfe vollständig synthetischer DNA zwei natürlich vorkommende Phagen nachgebildet, die auf Mykobakterien abzielen – die Bakterien, die unter anderem für Tuberkulose und Lepra verantwortlich sind. Anschließend fügten sie diesen synthetischen Genomen akribisch Gene hinzu und entfernten sie. Damit demonstrierten sie die Fähigkeit, die genetische Ausstattung dieser Viren präzise zu bearbeiten.
Dieses Maß an Kontrolle bietet enorme Möglichkeiten. Das Team sieht Potenzial darin, Phagen zu entwickeln, die speziell auf den Angriff auf bestimmte Bakterienstämme zugeschnitten sind und so der wachsenden globalen Bedrohung durch antibiotikaresistente Infektionen begegnen. Im Wesentlichen könnten sie personalisierte Phagentherapien entwickeln, um arzneimittelresistente Bakterien zu bekämpfen, die eine große Herausforderung für die moderne Medizin darstellen.
Wie Hatfull betont, geht es bei diesem Durchbruch nicht nur um die Entwicklung maßgeschneiderter Tools; Es geht darum, das volle Potenzial dieser faszinierenden Viren auszuschöpfen: „Und jetzt sind keine Grenzen mehr gesetzt. Sie können jedes gewünschte Genom erstellen. Sie sind nur durch das begrenzt, was Sie sich vorstellen können, was nützlich und interessant wäre.“ Die Zukunft der Phagenforschung ist voller Möglichkeiten, angetrieben durch diesen bahnbrechenden Fortschritt in der synthetischen Biologie.
