Nākamā fāga

Sīkie baktēriju parazīti varētu kalpot par paraugu zālēm, kas ir efektīvas pret antibiotikām rezistentām baktērijām, nodrošinot vēl vienu aizsardzības līniju pret neārstējamu slimību draudiem.

Baktēriju vīrusi jeb bakteriofāgi ražo proteīnus, kas neļauj baktērijām veidot ārējo šūnu sienu, ziņoja Teksasas A&M universitātes pētnieki 22. jūnija numurā. Zinātne. Šis šūnu sienas pārrāvums vājina un galu galā nogalina baktēriju šūnu.

Šī baktēriju iznīcināšanas mehānisma atklāšana mazākajos vīrusos ir pagrieziena punkts mūsu antibiotiku meklējumos, saka Dr. Sankar Adhya, attīstības ģenētikas vadītājs Nacionālajā vēža institūtā Betesdā, MD. Mehānisma vienkāršība liecina par ātrāku ceļu jaunu antibiotiku izstrādei, kas joprojām var būt efektīvas pret baktēriju rezistenci.

Sienas krīt uz leju

Pētnieki jau sen ir zinājuši, ka fāgi ar lielākiem genomiem izlaužas no baktēriju šūnām, izmantojot endolizīnu - enzīmu, kas ļauj tiem izlauzties cauri šūnu sieniņām. Bet tas palika noslēpums, kā mazāki vīrusi, kuriem ir tikai trīs līdz 10 gēni, varēja izbēgt no saviem saimniekiem.

Mazajiem fāgiem trūkst ģenētiskās iekārtas, kas nepieciešamas, lai ražotu endolizīnus tā, kā to dara lielie, saka Railends Jangs, kurš vadīja Teksasas A&M pētniecības grupu. Mēs vēlējāmies uzzināt, kā [viņi] lika baktērijām uzspridzināt.

Younga grupa aplūkoja divus dažādus fāgus, kas apdzīvo E. coli baktērijas: Q-beta un phi-X174. Abos gadījumos viņi klonēja vienu gēnu, par kuru viņi zināja, ka tas ir saistīts ar vīrusa izvadīšanu no saimnieka. Pēc gēna injicēšanas dzīvajā E. coli viņi atklāja, ka tikai dažiem retajiem mutantiem izdevies izdzīvot.

Paskatoties tuvāk, viņi atklāja, ka injicētais gēns ir mainīts mutantu baktērijās. Un tas ļāva viņiem precīzi noteikt šūnu sieniņu sintēzes procesa posmu, ko katrs fāgs inhibēja.

Lai gan Q-beta un phi-X174 vīrusi apdzīvoja vienu un to pašu saimniekorganismu, pētnieki atklāja, ka katrs radīja proteīnu, kas uzbruka citam šūnu sieniņu sintēzes posmam. Viņi pašlaik pēta trešo vīrusu, kas var kavēt vēl vienu šūnu sienas attīstības posmu, saka Young.

Jaunu antibiotiku izstrāde

Daudzveidība, kādā fāgi izkļūst no saimniekiem, liecina, ka ir daudz iespēju fāgu antibiotiku izstrādei, saka Pitsburgas universitātes mikrobiologs Greiems Hetfuls.

Fāgu DNS var izmantot, lai ražotu proteīna antibiotikas, kas uzbruktu baktēriju šūnu sieniņu sintēzei jebkurā no vairākiem procesa posmiem. Jangs skaidro, ka šī daudzpusība padarītu antibiotikas vieglāk pielāgojamas jauniem baktēriju celmiem.

Teorētiski, kad baktēriju celmiem attīstās rezistence, manipulēšana ar DNS kodu, lai uzbruktu citam šūnas sienas bruņas punktam, ir vieglāka un ātrāka stratēģija nekā mēģinājums pārskatīt sintētiskās antibiotikas sarežģīto molekulāro ķīmiju.

Vai varat iedomāties kaut ko izgatavot ar 47 oglekļa atomiem un sešiem dažādiem gredzeniem? saka Jangs. Ir ļoti grūti un dārgi mainīt esošo antibiotiku.

Turklāt baktēriju šūnu siena ir piemērots mērķis antibiotikām, jo ​​cilvēka šūnām nav ārējās sienas, tāpēc fāgu antibiotikām nevajadzētu būt kaitīgām blakusparādībām.

Taču tādu antibiotiku izstrāde, kas uzbrūk baktēriju šūnu sieniņu sintēzei, joprojām ir problemātiska, jo baktērijās šis ceļš ir gandrīz universāls. Veiksmīga antibiotika varētu novērst šūnu sieniņu veidošanos arī labvēlīgās baktērijās, saka Vince Fischetti, fāgu speciālists no Rokfellera universitātes.

Citi fāgi

Papildus jaunu antibiotiku izstrādei pētnieki pēta citus veidus, kā izmantot fāgu antibakteriālo arsenālu.

Strādājot ar lielākiem fāgiem, Fischetti pētniecības grupa Rokfellera universitātē drīz sāks klīniskos izmēģinājumus ar lētiem enzīmu aerosoliem, kas dažu stundu laikā varētu iznīcināt baktērijas. Piemēram, līdz 50 procentiem slimnīcu pacientu degunā un kaklā ir infekcijas patogēni, piemēram, pneimonija, saka Fischetti, kurš domā, ka aerosoli var samazināt šo līmeni līdz vienam procentam.

Smidzinātāji patiesībā neārstē [bakteriālu infekciju], bet gan to pilnībā nomāc, skaidro Fischetti. Viņš saka, ka enzīmu aerosolus varētu izmantot arī pārtikas rūpniecībā, lai attīrītu pārtiku.

Fāgu terapija ir vēl viena pieeja baktēriju izraisītu slimību apkarošanai. Šajā metodē, lai uzbruktu infekcijai, tiek izmantoti dzīvi fāgi. Priekšrocība ir tāda, ka dzīvie fāgi vairojas eksponenciāli, tāpat kā baktērijas. Neliela sākotnējā deva izplatīsies caur baktēriju šūnām, kas nozīmē, ka atkārtotas devas nav nepieciešamas.

Pirmo reizi izmēģināts jau pagājušā gadsimta 30. gados, fāgu terapija zaudēja labvēlību pēc penicilīna un citu antibiotiku izgudrošanas. Tikai pēdējos gados interese par to ir atkal parādījusies ar satraucošo pret antibiotikām rezistentu baktēriju izplatību un ar to saistītajiem neārstējamu slimību draudiem, saka Adhja.

Divi uzņēmumi - Phage Therapeutics Botelā, Vašingtonā un Ņujorkā bāzētā Exponential Biotherapies - pašlaik veic uz fāgu balstītas terapijas pirmsklīniskos un klīniskos izmēģinājumus, lai apkarotu bakteriālas infekcijas.

paslēpties