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Phage delivered CRISPR-Cas system to combat multidrug-resistant pathogens in gut microbiome - 03/06/22

Doi : 10.1016/j.biopha.2022.113122 
Arijit Nath a, 1, Rahul Bhattacharjee a, 1, Aditya Nandi a, 1, Adrija Sinha a, Sulagna Kar a, Nikita Manoharan b, Shirsajit Mitra c, Abhik Mojumdar a, Pritam Kumar Panda d, Swadheena Patro e, Ateet Dutt f, Rajeev Ahuja d, , Suresh K. Verma a, d, , Mrutyunjay Suar a,
a KIIT School of Biotechnology, KIIT University, Bhubaneswar 751024, Odisha, India 
b Imperial College, London SW7 2AZ, United Kingdom 
c KaviKrishna Laboratory, Indian Institute of Technology, Guwahati, Assam, India 
d Condensed Matter Theory Group, Materials Theory Division, Department of Physics and Astronomy, Uppsala University, Box 516, SE-751 20 Uppsala, Sweden 
e KIIT School of Dental Sciences, KIIT University. Bhubaneswar 751024, Odisha 
f Instituto de Investigaciones en Materiales, UNAM, CDMX, Mexico 

Corresponding author.⁎⁎Corresponding author at: KIIT School of Biotechnology, KIIT University, Bhubaneswar 751024, Odisha, India.KIIT School of Biotechnology, KIIT UniversityBhubaneswarOdisha751024India

Abstract

The Host-microbiome interactions that exist inside the gut microbiota operate in a synergistic and abnormal manner. Additionally, the normal homeostasis and functioning of gut microbiota are frequently disrupted by the intervention of Multi-Drug Resistant (MDR) pathogens. CRISPR-Cas (CRISPR-associated protein with clustered regularly interspersed short palindromic repeats) recognized as a prokaryotic immune system has emerged as an effective genome-editing tool to edit and delete specific microbial genes for the expulsion of bacteria through bactericidal action. In this review, we demonstrate many functioning CRISPR-Cas systems against the anti-microbial resistance of multiple pathogens, which infiltrate the gastrointestinal tract. Moreover, we discuss the advancement in the development of a phage-delivered CRISPR-Cas system for killing a gut MDR pathogen. We also discuss a combinatorial approach to use bacteriophage as a delivery system for the CRISPR-Cas gene for targeting a pathogenic community in the gut microbiome to resensitize the drug sensitivity. Finally, we discuss engineered phage as a plausible potential option for the CRISPR-Cas system for pathogenic killing and improvement of the efficacy of the system.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Graphical Abstract




ga1

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Abbreviations : DNA, RNA, MDR, CRISPR-Cas, GIT, ROS, ISC, AMR, CrRNA, PAM, TLR, LPS, OmpC, FliC, FliD, Cwp66, ermB, Tn5398, FimH, GFPT, CarO

Keywords : Gut microbiome, CRISPR-Cas system, Bacteriophages, MDR pathogen


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