• Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
773
Новый уровень профилактической фаготерапии – пока против сальмонеллы
Биология
Бактерии сальмонеллы (Salmonella enterica)

Новый уровень профилактической фаготерапии – пока против сальмонеллы

Фаготерапия – лечение бактериальных инфекций с помощью вирусов-бактериофагов – давнее изобретение. Однако после открытия антибиотиков препараты фагов, достаточно капризные в хранении и использовании, практически вышли из употребления. Сейчас, из-за быстро растущей проблемы лекарственной устойчивости бактерий, про бактериофагов вспомнили и работают над оптимизацией применения этого «биологического оружия»

Как известно, в кишечнике животных, включая млекопитающих, обитает сложное сообщество бактерий, грибков и вирусов (микробиота), в котором поддерживается хрупкое равновесие. Особенно важен баланс между бактериофагами (или просто фагами) – вирусами, которые уничтожают бактерии, и их жертвами. Как правило, для каждого вида кишечных бактерий есть свой специфический набор таких фагов-«убийц», которые сдерживают рост их численности.

Когда в эту работающую экосистему попадают извне новые бактериальные патогены, в кишечнике обычно нет фагов, способных дать им отпор, и опасные бактерии беспрепятственно размножаются. Применять фаготерапию, когда симптомы болезни уже появились, бывает поздно: вирусам трудно полностью уничтожить разросшуюся популяцию. Именно поэтому так сложно бороться с кишечными инфекциями с помощью бактериофагов. Кроме того, вирусы зачастую просто не могут добраться до захватчика, который «прячется» в слизистой оболочке или внутри клеток хозяина. Резонно возникает вопрос: можно ли каким-то образом заранее подготовить микробиоту к встрече с патогеном?

Бактериофаг IME285, специфично поражающий бактерию Acinetobacter baumannii – одного из ключевых возбудителей внутрибольничных инфекций (сепсис, пневмонию, ревмокардит и др.) на фоне ослабленного иммунитета, после операций или при использовании инвазивных устройств. Электронная микроскопия. По: (Wang et al., 2020)

Ученые из Вирджинского технологического института (США) генно-модифицировали безвредный штамм кишечной палочки (Escherichia coli) таким образом, чтобы эта бактерия непрерывно вырабатывала литические (уничтожающие клетку) фаги, нацеленные на конкретный патоген. В качестве последнего была выбрана сальмонелла (Salmonella enterica) – бактерия, часто служащая причиной тяжелых пищевых инфекций и способная стремительно выработать устойчивость к антибиотикам, превратившись в «супербактерию».

В природе такие фаги-убийцы обычно находятся в «спящем режиме» прямо внутри самой сальмонеллы – в ее геноме. Особые белки работают как предохранитель, не давая генному материалу вируса активироваться. Поместив этот фаг в кишечную палочку, ученые «отключили» предохранитель, и теперь эта бактерия, находясь в кишечнике, может постоянно производить фаг в активной форме.

Однако на пути превращения кишечной палочки в «оружие» против сальмонеллы пришлось преодолеть еще одно препятствие. После размножения в кишечной палочке бактериофаги несут на своей поверхности ее белки, а сальмонелла умеет распознавать «чужака» и защищаться. Поэтому в геном E. coli внедрили фрагмент ДНК, кодирующий белки самой сальмонеллы, из которых и собирается оболочка фагов.

Когда такой замаскированный фаг атакует сальмонеллу, ее внутренние «сканеры» видят только свои собственные маркеры, в результате чего фаг беспрепятственно проникает в бактерию и запускает процесс лизиса. Сальмонелла гибнет, а вырвавшиеся наружу новые поколения фагов заражают соседние бактериальные клетки. Такая цепная реакция позволяет быстро и полностью ликвидировать очаг инфекции в кишечнике.

Исследователи экспериментально доказали эффективность такого подхода на мышиной модели сальмонеллеза. Как выяснилось, этот профилактический вариант превосходит по эффективности как терапевтическое применение (после заражения), так и профилактическое использование свободных фагов.

Конечно, данные, полученные на доклинических моделях с участием грызунов, нельзя напрямую экстраполировать на клиническую практику. Но если эффективность такого подхода подтвердится у человека, этот метод можно будет использовать для фаготерапии и других бактериальных заболеваний. При этом речь идет не о полной замене антибиотикотерапии, а о появлении еще одного инструмента в арсенале средств борьбы с инфекциями, в первую очередь лекарственно-устойчивыми.

Фото: https://www.flickr.com

Публикации по теме:

Правда о фаготерапии, или памятка врачу и пациенту

Фагобиотики для здоровой жизни

Бактериофаги – враги наших врагов

Бактериофаги: 100 лет на службе человечеству

Бактериофаг, мы тебя видим!

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!