• Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
621
Бактериофаг из компоста + антибиотик побеждают хроническую инфекцию
Биология
Модель бактериофага – вируса-убийцы бактерий. Public Domain

Бактериофаг из компоста + антибиотик побеждают хроническую инфекцию

После открытия антибиотиков казалось, что бактериальные инфекции навсегда побеждены, но их возбудители научились успешно сопротивляться такому «оружию». Альтернатива антибиотикам есть – это бактериофаги, вирусы, поражающие бактерии, но такая терапия имеет свои недостатки. И вот недавно ученые обнаружили редкий фаг, который в комбинации с обычным антибиотиком может вывести борьбу с бактериальными патогенами на новый уровень

В природных условиях большинство бактерий значительную часть жизни проводит в своего рода «спячке». Обеспечивает ее четко организованная физиологическая программа, которая запускается в ответ на такие факторы, как стресс или недостаток питательных веществ. Для переживания неблагоприятных условий бактерии могут образовать особые покоящиеся формы (цисты, миксоспоры, экзоспоры, эндоспоры и др.) либо просто так или иначе замедлить обмен веществ.

Из последнего состояния они могут выйти достаточно быстро при обнаружении пищи или определенных сигнальных молекул, однако рост и деление клеток при этом останавливаются. В таком «режиме ожидания» бактерии защищены от действия не только антибиотиков, но и бактериофагов – вирусов, которые атакуют исключительно бактерии.

Фаги считаются потенциальной альтернативой антибиотикам, к которым болезнетворные бактерии все чаще приобретают устойчивость. Но несмотря на долгую и захватывающую историю, фаготерапия до сих пор не используется массово – этому мешают как технические трудности, так и недостаточная эффективность.

«В пробирке» фаг может быть эффективен против конкретного патогена, однако пациент, получивший соответствующий препарат, не излечивается. И причина может заключаться именно в том, что в организме бактерии находятся в неактивном состоянии, и фаги не могут их атаковать. Обычно вирусы избегают взаимодействия со «спящими» бактериями либо сами впадают в «спячку» до активации своих мишеней.

Таким образом, неактивные бактериальные клетки, пережив антибиотико- и фаготерапию, могут поддерживать хроническую или рецидивирующую инфекцию.

В поисках бактериофагов, способных убивать и «спящие» бактерии, ученые из Швейцарии обнаружили в образце из компостной ямы вирус, названный Paride, который может атаковать неактивную синегнойную палочку (Pseudomonas aeruginosa). Различные штаммы этой бактерии, вызывающей у человека такие серьезные респираторные заболевания, как пневмония, широко встречаются в водоемах, почве и на растениях.

Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) на культуральной среде. © CC BY-SA 3.0/ Sun14916 

В экспериментах с клеточными культурами синегнойной палочки новый фаг убил 99% «спящих» бактерий, поэтому ученые попробовали комбинировать его с антибиотиками. И здесь наилучшим образом показал себя меропенем – антибиотик широкого спектра действия, который останавливает синтез бактериальной клеточной стенки. Сам по себе антибиотик не оказывает заметного влияния на «спящие» бактерии, у которых такой синтез не идет, однако в комбинации с Paride культура синегнойной палочки была полностью уничтожена.

В другом эксперименте ученые добавляли к «спящим» культурам P. aeruginosa дополнительно 1% бактерий, заведомо устойчивых к фагам или меропенему. В первом случае результат не изменился, во втором – эффективность уничтожения понизилась. Похоже, что в данном случае именно фаг помогает работе антибиотика, а не наоборот. Есть предположение, что вирус, разрушая отдельные неактивные клетки бактерии, высвобождает из них сигнальных молекулы, которые и запускают цепную реакцию «пробуждения». Ну а дальше в дело вступает уже сам антибиотик.

В экспериментах на лабораторных мышах, у которых была смоделирована хроническая инфекция P. aeruginosa, ни бактериофаг, ни антибиотик в одиночку не дали эффекта. На уровне организма даже Paride не справился – возможно, ему помешала, к примеру, работа иммунной системы животных. Но совместная их работа оказалась эффективной и в этом случае.

Конкретный молекулярный механизм, который использует фаг Paride, чтобы «пробудить» покоящуюся бактерию, пока неизвестен. Если удастся его разгадать, есть шанс создать соответствующий лекарственный препарат, который в комбинации с подходящим антибиотиком сможет побеждать даже хронические инфекции.

Публикации по теме:

Бактериофаг, мы тебя видим!

Бактериофаги: 100 лет на службе человечеству

Фаги атакуют. Отечественная история производства и применения бактериофагов

Под знаком бактериофага: Париж – Тбилиси

Бактериофаги – враги наших врагов

Гражданская наука: охота за антибиотиками

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!