microbius
РОССИЙСКИЙ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ
Поиск
rss

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2Vtzqx7tLnC

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqwzYS9e

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqvtsLHv

Реклама

Изучение фагов делает ученых на шаг ближе к использованию вирусов для борьбы с резистентностью к антибиотикам
Изучение фагов делает ученых на шаг ближе к использованию вирусов для борьбы с резистентностью к антибиотикам

Автор/авторы:
share
47
backnext
Рис.: globalfoodsafetyresource.com

Ученые имитировали микросреды человеческого организма, чтобы преодолеть основное препятствие для практического использования фаговой терапии.

   Фаговая терапия - это концепция использования вирусов (известных как фаги) для уничтожения бактерий вместо применения антибиотиков. Бактериофаги в отличие от других вирусов не могут причинить вред человеку и представляют собой перспективную альтернативу антибиотикам. Впервые фаговая терапия была применена в 1919 году, когда парижский микробиолог Феликс д'Эрель дал фаговый коктейль 12-летнему мальчику, что, по-видимому, излечило его от тяжелой дизентерии. Однако, несмотря на первые надежды, в 40-х годах прошлого века исследования прекратились, так как мир начал использовать антибиотики. Сейчас исследования фагов возрождаются как часть решения проблемы резистентности к антибиотикам.

   Однако, несмотря на некоторые замечательные примеры применения фаговой терапии у людей, исследования наталкиваются на ряд препятствий. Среди них - проблема воссоздания поведения вирусов в организме в лабораторных условиях. В лабораторных условиях бактерии взаимодействуют друг с другом и быстро эволюционируют - их ДНК изменяется и они тоже становятся устойчивыми к фагам. Лабораторные эксперименты не могут воспроизвести работу бактерий в таких органах, как например легкие, где они существуют в "микросредах", таких как капилляры или альвеолы.

   Исследователи из Эксетерского университета разработали новый способ имитации этих микросред, в которой одна бактерия колонизирует определенную область. Вместо того чтобы смешиваться с множеством других бактерий, фаг вводился в каждую из этих микросред по очереди. Используя данный метод, специалисты обнаружили, что в этих микросредах Escherichia coli не становится генетически резистентной к фагу, и большинство бактерий погибает от его воздействия. Стефано Пальяра, биофизик возглавлявший это исследование сказал: "Наше исследование помогло преодолеть некоторые препятствия, имитируя поведение бактерий в микросредах нашего тела. Если фаговая терапия сможет однажды стать хотя бы небольшой частью рутинного лечения, она поможет спасти тысячи жизней".

   Исследование, опубликованное в журнале PLoS Biology, закладывает основу для понимания того, как среда влияет на взаимодействие между бактериями и фагом, что имеет первостепенное значение для разработки успешной фаговой терапии для преодоления текущего кризиса резистентности к противомикробным препаратам.
Специалисты также обнаружили, что некоторые клетки Escherichia coli в этих микросредах могут выживать при воздействии фага, не приобретая генетической устойчивости, так как на них было меньше фаговых рецепторов и фаг имел меньший доступ к этим клеткам по сравнению с остальной популяцией бактерий.

   Соавтор работы профессор Эдзе Вестре из Эксетерского университета отмечает: "Ключевым аспектом того, может ли фаг убить бактерии, является количество фаговых рецепторов у бактерий. Больше рецепторов - больше шансов, что фаг победит бактерию. Наше исследование показывает, что если мы сможем найти новые способы стимулирования производства фаговых рецепторов у бактерий, мы сможем улучшить перспективы фаговой терапии в качестве жизнеспособной альтернативы антибиотикам".

Erin L. Attrill et al. Индивидуальные бактерии в структурированных средах полагаются на фенотипическую резистентность к фагам (аннотация).

   Бактериофаги представляют собой один из путей преодоления нынешнего кризиса резистентности к антибиотикам, однако эволюция генетической устойчивости к фагам остается предметом беспокойства. In vitro бактерии развивают генетическую резистентность, предотвращая адсорбцию фага или разрушая фаговую ДНК. В естественных условиях эволюция резистентности ниже, возможно, потому что пространственная неоднородность в биопленках, микроколониях или пристенных популяциях благоприятствует фенотипическому выживанию для литических фагов. Однако также возможно, что сохранение генетически чувствительных бактерий связано с менее эффективной амплификацией фагов в естественной среде, существованием убежищ, где бактерии могут прятаться, и меньшим распространением резистентных генотипов.

   В данном исследовании мы проследили за взаимодействием между отдельными планктонными бактериями, изолированными в эфемерных убежищах, и бактериофагами, отслеживая выживание отдельных клеток. Мы обнаружили, что в этих переходных пространственных убежищах фенотипическая устойчивость, обусловленная снижением экспрессии фаговых рецепторов, является ключевым фактором выживания бактерий. Эта стратегия выживания контрастирует с появлением генетической резистентности в отсутствие эфемерных убежищ в условиях хорошо смешивающихся сред. Предсказания, полученные с помощью математического моделирования для отслеживания реакции бактерий на фаги, показывают, что наличие пространственных убежищ приводит к принципиально иной динамике популяции, которую необходимо учитывать для прогнозирования и управления эволюционной и экологической динамикой взаимодействия бактерий и фагов в естественно структурированных средах.


Источник:

ScienceDaily, 12 October 2021

Вам также может быть интересно
Комментариев: 0
Узнайте о новостях и событиях микробиологии
Первыми получайте новости и информацию о событиях
up