Фаготерапия показывает обнадеживающие результаты. Но бактерии не сдаются. В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell, описана система Kiwa — молекулярный сенсор в бактериальной мембране, определяющий ранние признаки атаки.
Как древние вирусы помогают в борьбе с устойчивостью бактерий к антибиотикам
Международная команда ученых описала новую систему защиты бактерий, которая обнаруживает атаки вирусов-бактериофагов и блокирует их размножение. Открытие показывает, почему не все фаги эффективны против бактерий и поможет улучшить вирусную терапию устойчивых инфекций.
Война, которая длится миллиарды лет: фаги атакуют бактериии. https://www.creative-enzymes.com/
Фаги — вирусы, специализирующиеся на уничтожении бактерий — миллиарды лет ведут войну со своими жертвами. Сегодня эта древняя битва помогает решению проблемы устойчивости бактерий к антибиотикам, которая ежегодно уносит более миллиона жизней и признана ВОЗ одной из главных угроз здоровью человечества.
«Точно неизвестно, что именно регистрирует Kiwa, но наши результаты указывают на реакцию на механический стресс при прикреплении фага к клетке и впрыскивании ДНК», — поясняют авторы. После активации Kiwa блокирует способность фага к размножению.
Диаграмма процесса введения ДНК фагом в бактерию
Вирусы находят новые методы борьбы с бактериями
Но фаги адаптируются. Исследователи обнаружили две стратегии: одни вирусы мутировали и изменили белки прикрепления, и Kiwa их уже не видит, другие позволяли себя обнаружить, но несли мутации, помогающие избежать последствий блокировки.
Система бактериальной защиты Kiwa.
«Если бактериальный штамм несет защиту вроде Kiwa, не все фаги могут ее преодолеть. Выбор правильного фага — это не метод проб и ошибок, а вопрос знания правил взаимодействия», — отмечают ученые.
Понимание таких систем защиты объясняет неудачи одних фагов и успехи других, открывая путь к созданию более эффективной фаготерапии. В будущем можно будет предсказывать, какие защитные системы несет конкретный бактериальный штамм, и подбирать соответствующие фаги.
Бактерия (оранжевая), которую атакуют фаги (черные точки)
Исследователи создают коллекцию фагов со всей Великобритании, включая образцы грязной воды, в которой встречаются многие штаммы. Уже собрано и описано свыше 600 типов фагов, тестируемых против опасных бактерий.
Kiwa — лишь один элемент головоломки. Бактерии кодируют множество защитных систем: одни распознают вирусную ДНК напрямую, другие чувствуют повреждения, третьи координируют ответы с соседними клетками. «Это не новая война. Бактерии и фаги сражаются миллиарды лет. Но впервые мы начинаем понимать их стратегии», — заключают авторы исследования.