Een team onder leiding van Graham Hatfull van de Universiteit van Pittsburgh heeft een baanbrekende prestatie geleverd: ze hebben bacteriofagen (virussen die bacteriën infecteren en doden) helemaal opnieuw gebouwd met behulp van synthetisch DNA. Deze prestatie maakt de weg vrij voor een dieper begrip van deze microscopische krijgers en opent deuren naar nieuwe antibacteriële therapieën in het licht van de groeiende antibioticaresistentie.
Het onderzoek, gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences, vertegenwoordigt een aanzienlijke sprong voorwaarts in de faagtechniek. Traditioneel vertrouwden wetenschappers op natuurlijk voorkomende fagen om bacteriële infecties te bestuderen. Maar met synthetisch DNA hebben onderzoekers nu de macht om de genetische blauwdrukken van deze virussen nauwkeurig te manipuleren. Stel je voor dat je een gereedschapskist vol met aanpasbare virussen hebt: dat is in essentie wat deze doorbraak te bieden heeft.
“Dit zal de ontdekking versnellen”, legt Hatfull uit. De natuurlijke wereld wemelt van faagdiversiteit, maar de functies van veel individuele genen binnen deze virussen blijven gehuld in mysterie. “Hoe worden deze genen gereguleerd? Speelt elk gen in een faag met 100 genen een rol? Wat gebeurt er als we deze of gene verwijderen?” Dit waren vragen waar onderzoekers voorheen alleen maar over konden speculeren. Dankzij synthetische fagen kunnen ze nu hypothesen direct testen en ongekende inzichten verwerven in de faagbiologie.
Voor hun onderzoek heeft het team van Hatfull twee natuurlijk voorkomende fagen nagebootst die zich richten op mycobacteriën – de bacterie die onder andere tuberculose en lepra veroorzaakt – met behulp van volledig synthetisch DNA. Vervolgens voegden ze nauwgezet genen toe aan en verwijderden ze uit deze synthetische genomen, wat het vermogen aantoonde om de genetische samenstelling van deze virussen nauwkeurig te bewerken.
Dit niveau van controle biedt enorme mogelijkheden. Het team ziet potentieel in het ontwerpen van fagen die zijn afgestemd op het aanvallen van specifieke bacteriestammen, en daarmee de groeiende mondiale dreiging van antibioticaresistente infecties aanpakken. In wezen zouden ze gepersonaliseerde faagtherapieën kunnen ontwikkelen om medicijnresistente bacteriën te bestrijden die een aanzienlijke uitdaging vormen voor de moderne geneeskunde.
Zoals Hatfull benadrukt, gaat deze doorbraak niet alleen over het creëren van op maat gemaakte tools; het gaat erom het volledige potentieel van deze fascinerende virussen te ontsluiten: “En nu is de lucht de limiet. Je kunt elk genoom maken dat je wilt. Je wordt alleen beperkt door wat je kunt bedenken dat nuttig en interessant zou zijn om te maken.” De toekomst van faagonderzoek zit boordevol mogelijkheden, aangedreven door deze baanbrekende vooruitgang in de synthetische biologie.
