211service.com
Další fág
Drobní bakteriální parazité by mohli sloužit jako modely pro léky účinné proti bakteriím rezistentním na antibiotika, které by poskytovaly další linii obrany proti hrozbě nevyléčitelných nemocí.
Bakteriální viry nebo bakteriofágy produkují proteiny, které zabraňují bakteriím budovat vnější buněčnou stěnu, uvedli vědci z Texas A&M University ve vydání z 22. Věda. Toto narušení buněčné stěny oslabuje a nakonec zabíjí bakteriální buňku.
Objev tohoto mechanismu zabíjení bakterií u nejmenších virů je milníkem v našem hledání antibiotik, říká Dr. Sankar Adhya, vedoucí vývojové genetiky v National Cancer Institute v Bethesdě, MD. Jednoduchost mechanismu naznačuje rychlejší cestu k navrhování nových antibiotik, která mohou být i nadále účinná proti bakteriální rezistenci.
Stěny se hroutí dolů
Vědci již dlouho vědí, že fágy s většími genomy se vylamují z bakteriálních buněk pomocí endolyzinu – enzymu, který jim umožňuje protrhnout buněčné stěny. Zůstalo však záhadou, jak menší viry s pouhými třemi až 10 geny mohly uniknout ze svých hostitelů.
Malým fágům chybí genetická mašinérie potřebná k výrobě endolyzinů tak, jak to dělají velcí, říká Ryland Young, který vedl výzkumný tým Texas A&M. Chtěli jsme vědět, jak [oni] způsobili výbuch bakterií.
Youngova skupina sledovala dva různé fágy obývající bakterie E. coli: Q-beta a phi-X174. V obou klonovali jediný gen, o kterém věděli, že se podílí na odchodu viru z hostitele. Po injekci genu do živé E. coli zjistili, že přežít se podařilo jen několika vzácným mutantům.
Při bližším pohledu zjistili, že injikovaný gen byl v mutantních bakteriích pozměněn. A to jim umožnilo určit přesný krok v procesu syntézy buněčné stěny, který každý fág inhiboval.
Ačkoli viry Q-beta a phi-X174 oba obývaly stejného hostitele, vědci zjistili, že každý vytvořil protein, který napadl jiný krok v syntéze buněčné stěny. V současné době zkoumají třetí virus, který může inhibovat další fázi vývoje buněčné stěny, říká Young.
Navrhování nových antibiotik
Rozmanitost ve způsobu, jakým se fágy dostávají ze svých hostitelů, ukazuje, že existuje mnoho možností pro vývoj fágových antibiotik, říká Graham Hatfull, mikrobiolog z University of Pittsburgh.
Fágová DNA by mohla být použita k výrobě proteinových antibiotik, která by napadla syntézu bakteriální buněčné stěny v kterémkoli z několika kroků procesu. Tato všestrannost, vysvětluje Young, by učinila antibiotika snadněji adaptabilní na nové kmeny bakterií.
Teoreticky, když si bakteriální kmeny vyvinou rezistenci, manipulace s kódem DNA tak, aby zaútočil na jiný bod v pancíři buněčné stěny, je snazší a rychlejší strategií než pokoušet se revidovat složitou molekulární chemii syntetického antibiotika.
Dokážete si představit, že byste vyrobili něco se 47 atomy uhlíku a šesti různými kruhy? říká Young. Je velmi obtížné a nákladné vyměnit stávající antibiotikum.
Kromě toho je bakteriální buněčná stěna vhodným cílem pro antibiotika, protože lidské buňky nemají vnější stěnu, takže fágová antibiotika by neměla mít škodlivé vedlejší účinky.
Ale navrhování antibiotik, která napadají syntézu bakteriální buněčné stěny, je stále problematické, protože cesta je u bakterií téměř univerzální. Úspěšné antibiotikum by mohlo zabránit tvorbě buněčné stěny i u prospěšných bakterií, říká Vince Fischetti, specialista na fágy z Rockefellerovy univerzity.
Jiné fágy
Kromě návrhu nových antibiotik výzkumníci zkoumají další způsoby využití antibakteriálního arzenálu fágů.
Fischettiho výzkumný tým na Rockefellerově univerzitě, pracující s většími fágy, brzy zahájí klinické zkoušky levných enzymových sprejů, které by mohly zničit bakterie během několika hodin. Například až 50 procent nemocničních pacientů má v nosu a krku infekční patogeny, jako je zápal plic, říká Fischetti, který si myslí, že spreje mohou tuto hladinu snížit až na jedno procento.
Spreje ve skutečnosti neléčí [bakteriální infekci], ale úplně ji inhibují, vysvětluje Fischetti. Enzymové spreje by se také daly použít v potravinářském průmyslu k dekontaminaci potravin, říká.
Fágová terapie je dalším přístupem k boji proti bakteriálním onemocněním. Při této metodě se k napadení infekce používají živé fágy. Výhodou je, že živé fágy se množí exponenciálně, jako bakterie. Malá počáteční dávka se rozšíří bakteriálními buňkami, což znamená, že opakované dávky nejsou nutné.
Fágová terapie, která byla poprvé vyzkoušena již ve 30. letech 20. století, ztratila přízeň po vynálezu penicilinu a dalších antibiotik. Teprve v posledních letech se zájem o ni znovu vynořil s alarmujícím šířením bakterií odolných vůči antibiotikům a s tím spojenou hrozbou nevyléčitelných nemocí, říká Adhya.
Dvě společnosti – Phage Therapeutics v Bothell, WA a exponenciální bioterapie se sídlem v New Yorku – v současné době probíhají preklinické a klinické testy terapií na bázi fágů pro boj s bakteriálními infekcemi.