Перетворили ворогів на захисників: учені вирішили замінити антибіотики, що не працюють, вірусами

Людство все частіше стикається з агресивним захистом бактерій від наявних у нас ліків, що ставить під загрозу мільярди людей. Однак нещодавно вчені виявили незвичайних кандидатів, здатних замінити антибіотики, що не працюють.

Оскільки стійкі до антибіотиків бактерії продовжують становити значну загрозу для здоров'я населення планети, вчені все частіше звертаються до альтернативних методів боротьби з цими патогенами. Одним із перспективних і незвичайних рішень виявилися бактеріофаги, або фаги, — віруси, які цілеспрямовано вражають бактерії, залишаючи клітини людини неушкодженими, пише The Conversation.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

Фаги відомі вже понад століття, але їхнє використання було відсунуто на другий план із появою антибіотиків. Однак зі зростанням стійкості до антибіотиків їх дедалі частіше стали розглядати як потужний інструмент у боротьбі з бактеріальними інфекціями. Фаги впроваджують свій генетичний матеріал у бактеріальну клітину, захоплюють її механізм для самовідтворення і зрештою змушують бактеріальну клітину лопатися, вивільняючи нові фаги для зараження інших бактерій. Цей процес дуже специфічний, оскільки фаги зазвичай заражають тільки певні типи бактерій, що робить їх цільовою формою протимікробного лікування, пояснює Нільс Біркхольц, постдокторський науковий співробітник з молекулярної мікробіології Університету Отаго.

Нещодавнє дослідження вчених, опубліковане в журналі Nature, автором якого є Біркхольц, було спрямоване на розуміння того, як фаги долають бактеріальний захист, зокрема, за допомогою анти-CRISPR білків, що можуть відключити бактеріальну CRISPR систему — захисний механізм, який бактерії використовують для розрізання чужорідної ДНК, наприклад, фагів. Однією з проблем під час використання фагів проти стійких до антибіотиків бактерій є природні системи захисту, які розвинулися в бактерій, каже Біркхольц.

Системи CRISPR, які більш відомі завдяки своїй ролі в технологіях редагування генів, діють як імунна система бактерій, націлюючись і розрізаючи ДНК фагів, що вторглися. Однак фаги виробили власні контрзаходи у вигляді анти-CRISPR білків, які пригнічують CRISPR-системи, даючи змогу фагам обходити ці захисні механізми і продовжувати атаку на бактеріальну клітину. Дослідження цих білків показали, що вони повинні ретельно регулюватися всередині фага, щоб уникнути перевиробництва, яке може завдати шкоди здатності фага до реплікації. Ця регуляція здійснюється за допомогою особливих білків, відомих як анти-CRISPR-асоційовані (Aca) білки, які забезпечують збільшення виробництва анти-CRISPR тільки в разі потреби, а потім швидко знижують його, щоб зберегти ресурси для реплікації фага.

Відкриття того, що білки Aca можуть регулювати виробництво анти-CRISPR як на транскрипційному, так і на трансляційному рівнях, додає новий рівень розуміння того, як фаги контролюють ці найважливіші процеси і змусило вчених по-новому поглянути на їхнє потенційне застосування там, де антибіотики не справляються, заявив Біркхольц.

Наслідки цього дослідження досить значні як для природних екосистем, так і для розробки ліків на основі фагів. Краще розуміючи складні механізми їхнього контролю, вчені зможуть поліпшити дизайн терапій для більш ефективної боротьби з бактеріями, стійкими до антибіотиків. Ці знання можуть зіграти вирішальну роль у тривалій боротьбі з бактеріальними патогенами, які більше не реагують на традиційні методи лікування, що в перспективі призведе до створення рятівних методів лікування, буквально рятуючи все людство.

Раніше Фокус писав про те, як невдалий антибіотик перетворили на засіб від бур'янів. Вчені переробили невдалий антибіотик на потужну зброю проти інвазивних бур'янів, давши надію фермерам, які борються зі зростаючою стійкістю до гербіцидів.

Також Фокус писав про те, що стійкі до антибіотиків бактерії процвітають у лікарнях. Провівши докладне дослідження стічних вод у лікувальних установах, вчені виявили місця, що кишать шкідливими бактеріями. І що ще гірше — багато з них стійкі до антибіотиків.

Важливо! Ця стаття ґрунтується на останніх наукових і медичних дослідженнях і не суперечить їм. Текст має виключно інформаційний характер і не містить медичних порад. Для встановлення діагнозу обов'язково зверніться до лікаря.