CRISPR-Cas9 high-throughput screening to study drug resistance in <i>Leishmania infantum</i>
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Parasites of the genus Leishmania pose a global health threat with limited treatment options. New drugs are urgently needed, and genomic screens have the potential to accelerate target discovery, mode of action, and resistance mechanisms against these new drugs. We describe here our effort in developing a genome-wide CRISPR-Cas9 screen in Leishmania , an organism lacking a functional nonhomologous end joining system that must rely on microhomology-mediated end joining, single-strand annealing, or homologous recombination for repairing Cas9-induced double-stranded DNA breaks. A new vector for cloning and expressing single guide RNAs (sgRNAs) was designed and proven to be effective in a small pilot project while enriching specific sgRNAs during drug selection. We then developed a whole-genome library of 49,754 sgRNAs, targeting all the genes of Leishmania infantum . This library was transfected in L. infantum expressing Cas9, and these cells were selected for resistance to two antileishmanials, miltefosine and amphotericin B. The sgRNAs the most enriched in the miltefosine screen targeted the miltefosine transporter gene, but sgRNAs targeting genes coding for a RING-variant protein and a transmembrane protein were also enriched. The sgRNAs the most enriched by amphotericin B targeted the sterol 24 C methyltransferase genes and a hypothetical gene. Through gene disruption experiments, we proved that loss of function of these genes was associated with resistance. This study describes the feasibility of carrying out whole-genome CRISPR-Cas9 screens in Leishmania provided that a strong selective pressure is applied. Such a screen can be used for accelerating the development of urgently needed antileishmanial drugs. IMPORTANCE Leishmaniasis, a global health threat, lacks adequate treatment options and drug resistance exacerbates the challenge. This study introduces a CRISPR-Cas9 screening approach in Leishmania infantum , unraveling mechanisms of drug resistance at a genome-wide scale. Our screen was applied against two main antileishmanial drugs, and guides were enriched upon drug selection. These guides targeted known and new targets, hence validating the use of this screen against Leishmania . This strategy provides a powerful tool to expedite drug discovery as well as potential therapeutic targets against this neglected tropical disease.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».