Published May 16, 2024
| Version v1
Publication
Open
Non-replicative phage particles delivering CRISPR-Cas9 to target major blaCTX-M variants
Creators
- 1. Chulalongkorn University
Description
Cluster regularly interspaced short palindromic repeats and CRISPR associated protein 9 (CRISPR-Cas9) is a promising tool for antimicrobial re-sensitization by inactivating antimicrobial resistance (AMR) genes of bacteria. Here, we programmed CRISPR-Cas9 with common spacers to target predominant bla CTX-M variants in group 1 and group 9 and their promoter in an Escherichia coli model. The CRISPR-Cas9 was delivered by non-replicative phagemid particles from a two-step process, including insertion of spacer in CRISPR and construction of phagemid vector. Spacers targeting bla CTX-M promoters and internal sequences of bla CTX-M group 1 ( bla CTX-M-15 and -55 ) and group 9 ( bla CTX-M-14, -27, -65, and -90 ) were cloned into pCRISPR and phagemid pRC319 for spacer evaluation and phagemid particle production. Re-sensitization and plasmid clearance were mediated by the spacers targeting internal sequences of each group, resulting in 3 log 10 to 4 log 10 reduction of the ratio of resistant cells, but not by those targeting the promoters. The CRISPR-Cas9 delivered by modified ΦRC319 particles were capable of re-sensitizing E . coli K-12 carrying either bla CTX-M group 1 or group 9 in a dose-dependent manner from 0.1 to 100 multiplicity of infection (MOI). In conclusion, CRISPR-Cas9 system programmed with well-designed spacers targeting multiple variants of AMR gene along with a phage-based delivery system could eliminate the widespread bla CTX-M genes for efficacy restoration of available third-generation cephalosporins by reversal of resistance in bacteria.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
التكرارات المتناظرة القصيرة المتباعدة بانتظام والبروتين المرتبط بـ CRISPR 9 (CRISPR - Cas9) هو أداة واعدة لإعادة التحسس لمضادات الميكروبات عن طريق تعطيل جينات مقاومة مضادات الميكروبات (AMR) للبكتيريا. هنا، قمنا ببرمجة CRISPR - Cas9 مع فواصل مشتركة لاستهداف متغيرات BLA CTX - M السائدة في المجموعة 1 والمجموعة 9 ومعززها في نموذج الإشريكية القولونية. تم تسليم CRISPR - Cas9 بواسطة جسيمات phagemid غير المتماثلة من عملية من خطوتين، بما في ذلك إدخال فاصل في CRISPR وبناء ناقل phagemid. تم استنساخ الفواصل التي تستهدف معززات BLA CTX - M والتسلسلات الداخلية لمجموعة BLA CTX - M 1 ( BLA CTX - M -15 و -55 ) والمجموعة 9 ( BLA CTX - M -14 و -27 و -65 و -90 ) في pCRISPR و phagemid pRC319 لتقييم المباعد وإنتاج جسيمات phagemid. تم التوسط في إعادة التحسس وإزالة البلازميد من قبل الفواصل التي تستهدف التسلسلات الداخلية لكل مجموعة، مما أدى إلى 3 سجل 10 إلى 4 سجل 10 انخفاض في نسبة الخلايا المقاومة، ولكن ليس من قبل تلك التي تستهدف المروجين. كانت CRISPR - Cas9 التي تم توصيلها بواسطة جسيمات ΦRC 319 المعدلة قادرة على إعادة تحسس E . coli K -12 تحمل إما BLA CTX - M المجموعة 1 أو المجموعة 9 بطريقة تعتمد على الجرعة من 0.1 إلى 100 عدوى متعددة (MOI). في الختام، يمكن لنظام CRISPR - Cas9 المبرمج بفواصل مصممة جيدًا تستهدف متغيرات متعددة من جين AMR جنبًا إلى جنب مع نظام توصيل قائم على العاثية القضاء على جينات BLA CTX - M واسعة الانتشار لاستعادة فعالية السيفالوسبورين من الجيل الثالث المتاح عن طريق عكس المقاومة في البكتيريا.Translated Description (French)
Les répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées en grappes et la protéine 9 associée à CRISPR (CRISPR-Cas9) est un outil prometteur pour la resensibilisation antimicrobienne en inactivant les gènes de résistance aux antimicrobiens (RAM) des bactéries. Ici, nous avons programmé CRISPR-Cas9 avec des espaceurs communs pour cibler les variants bla CTX-M prédominants dans le groupe 1 et le groupe 9 et leur promoteur dans un modèle Escherichia coli. Le CRISPR-Cas9 a été délivré par des particules de phagémide non réplicatives à partir d'un processus en deux étapes, y compris l'insertion de l'espaceur dans CRISPR et la construction du vecteur phagémide. Les espaceurs ciblant les promoteurs bla CTX-M et les séquences internes de bla CTX-M groupe 1 ( bla CTX-M-15 et -55 ) et groupe 9 ( bla CTX-M-14, -27, -65 et -90 ) ont été clonés dans pCRISPR et phagemid pRC319 pour l'évaluation des espaceurs et la production de particules de phagemid. La resensibilisation et la clairance des plasmides ont été médiées par les espaceurs ciblant les séquences internes de chaque groupe, ce qui a entraîné une réduction de 3 log 10 à 4 log 10 du ratio de cellules résistantes, mais pas par celles ciblant les promoteurs. Le CRISPR-Cas9 délivré par des particules ΦRC319 modifiées était capable de re-sensibiliser E. coli K-12 portant soit le bla CTX-M groupe 1 soit le groupe 9 d'une manière dose-dépendante de 0,1 à 100 multiplicité d'infection (moi). En conclusion, le système CRISPR-Cas9 programmé avec des espaceurs bien conçus ciblant de multiples variants du gène AMR ainsi qu'un système d'administration à base de phages pourrait éliminer les gènes bla CTX-M répandus pour la restauration de l'efficacité des céphalosporines de troisième génération disponibles par inversion de la résistance chez les bactéries.Translated Description (Spanish)
Las repeticiones palindrómicas cortas de clúster espaciadas regularmente y la proteína asociada a CRISPR 9 (CRISPR-Cas9) es una herramienta prometedora para la resensibilización antimicrobiana al inactivar los genes de resistencia antimicrobiana (AMR) de las bacterias. Aquí, programamos CRISPR-Cas9 con espaciadores comunes para apuntar a variantes predominantes de bla CTX-M en el grupo 1 y el grupo 9 y su promotor en un modelo de Escherichia coli. El CRISPR-Cas9 fue administrado por partículas de fagémido no replicativas a partir de un proceso de dos pasos, que incluye la inserción del espaciador en CRISPR y la construcción del vector fagémido. Los espaciadores dirigidos a los promotores bla CTX-M y las secuencias internas de bla CTX-M grupo 1 ( bla CTX-M-15 y -55 ) y grupo 9 ( bla CTX-M-14, -27, -65 y -90 ) se clonaron en pCRISPR y fagémido pRC319 para la evaluación del espaciador y la producción de partículas de fagémido. La resensibilización y el aclaramiento del plásmido fueron mediados por los espaciadores dirigidos a secuencias internas de cada grupo, lo que dio como resultado una reducción de 3 log 10 a 4 log 10 de la proporción de células resistentes, pero no por las dirigidas a los promotores. El CRISPR-Cas9 administrado por partículas ΦRC319 modificadas fue capaz de volver a sensibilizar E. coli K-12 que portaba bla CTX-M grupo 1 o grupo 9 de una manera dependiente de la dosis de 0.1 a 100 multiplicidad de infección (Moi). En conclusión, el sistema CRISPR-Cas9 programado con espaciadores bien diseñados dirigidos a múltiples variantes del gen AMR junto con un sistema de administración basado en fagos podría eliminar los genes bla CTX-M generalizados para la restauración de la eficacia de las cefalosporinas de tercera generación disponibles mediante la inversión de la resistencia en las bacterias.Files
journal.pone.0303555&type=printable.pdf
Files
(2.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:262b7c3dd723ecdaba8acef589b2cd84
|
2.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- جسيمات عاثية غير متماثلة تقدم CRISPR - Cas9 لاستهداف متغيرات blaCTX - M الرئيسية
- Translated title (French)
- Particules phagiques non réplicatives délivrant CRISPR-Cas9 pour cibler les principaux variants de blaCTX-M
- Translated title (Spanish)
- Partículas de fago no replicantes que administran CRISPR-Cas9 para dirigirse a las principales variantes de blaCTX-M
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4396948904
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0303555
References
- https://openalex.org/W1534386309
- https://openalex.org/W1758089766
- https://openalex.org/W1955626595
- https://openalex.org/W1968342623
- https://openalex.org/W1981185465
- https://openalex.org/W2000046950
- https://openalex.org/W2002195374
- https://openalex.org/W2006494972
- https://openalex.org/W2013330518
- https://openalex.org/W2017193849
- https://openalex.org/W2033158613
- https://openalex.org/W2045435533
- https://openalex.org/W2060473757
- https://openalex.org/W2064644853
- https://openalex.org/W2065991117
- https://openalex.org/W2077381938
- https://openalex.org/W2081201724
- https://openalex.org/W2090211843
- https://openalex.org/W2106552972
- https://openalex.org/W2121254474
- https://openalex.org/W2123746851
- https://openalex.org/W2131946678
- https://openalex.org/W2147256573
- https://openalex.org/W2153019080
- https://openalex.org/W2170952441
- https://openalex.org/W2182456467
- https://openalex.org/W2284413061
- https://openalex.org/W2397232002
- https://openalex.org/W2414092970
- https://openalex.org/W2772823114
- https://openalex.org/W2914688405
- https://openalex.org/W2945567049
- https://openalex.org/W2956697486
- https://openalex.org/W2968953218
- https://openalex.org/W2975732349
- https://openalex.org/W2996508375
- https://openalex.org/W3044212907
- https://openalex.org/W3128995373
- https://openalex.org/W3214261274
- https://openalex.org/W329780263
- https://openalex.org/W4200252549
- https://openalex.org/W4225156820
- https://openalex.org/W4293242914
- https://openalex.org/W4364354608