Forskare från New England Biolabs och Yale University har utvecklat det första helt syntetiska systemet för att konstruera bakteriofager som riktar sig mot Pseudomonas aeruginosa, en viktig antibiotikaresistent bakterie. Publicerat i PNAS använder metoden digitala DNA-sekvenser för att bygga virus från grunden och kringgår traditionella utmaningar i fagemodifiering. Denna innovation syftar till att påskynda behandlingar mot globala hot från antibiotikaresistens.
Bakteriofager, virus som angriper bakterier, har använts som behandlingar för infektioner i över ett sekel, men deras användning har ökat mitt i den stigande antibiotikaresistensen. I en nylig PNAS-studie introducerade forskare från New England Biolabs (NEB) och Yale University ett genombrott: ett helt syntetiskt ingenjörssystem för fager som riktar sig mot Pseudomonas aeruginosa, en antibiotikaresistent patogen som utgör globala risker. Systemet utnyttjar NEB:s High-Complexity Golden Gate Assembly (HC-GGA)-plattform, vilket gör det möjligt för forskare att konstruera fager helt från syntetiska DNA-fragment istället för naturliga virusprover. Teamet samlade en P. aeruginosa-fag med 28 sådana fragment och modifierade sedan den genom att lägga till punktmutationer, insertioner, deletioner, byta svansfiber-gener för att ändra bakteriemål och införa fluorescerande markörer för realtidsspårning av infektion. «Även i de bästa fallen har bakteriofag-ingenjörskonst varit extremt arbetsintensiv. Forskare har spenderat hela karriärer på att utveckla processer för att konstruera specifika modellbakteriofager i värdbakterier», sa Andy Sikkema, medförfattare och NEB-forskare. «Denna syntetiska metod erbjuder teknologiska språng i enkelhet, säkerhet och hastighet, och banar väg för biologiska upptäckter och terapeutveckling.» Till skillnad från konventionella tekniker som kräver fysiska fag-lager och riskfyllda värdbakterier bygger denna metod hela genomet utanför celler på ett kontrollerat sätt och aktiverar det sedan i säkra labbstammar. Golden Gate Assembly utmärker sig med korta DNA-segment, minskar fel och hanterar komplexa sekvenser som hög GC-halt eller repetitioner – problem som plågar andra metoder. Arbetet kom från NEB-Yale-samarbete, som började med optimeringar av E. coli-fagen T7 innan tuffare mål togs itu med. Relaterade insatser inkluderar en PNAS-artikel från november 2025 om syntetiska Mycobacterium-fager med University of Pittsburghs Hatfull Lab och Ansa Biotechnologies, samt en ACS-studie från december 2025 med Cornell University om T7-baserade E. coli-biosensorer för vattensäkerhet. «Mitt labb bygger ‘konstiga hammare’ och letar sedan efter rätt spikar», noterade Greg Lohman, NEB:s senior huvudutredare och medförfattare. «I det här fallet sa fagterapisamhället: ‘Det är precis hammaren vi väntat på’». Denna framsteg utökar fagpotentialen som precisa antibiotika och adresserar en kritisk hälsokris utan naturliga virusbegränsningar.