Fagai gali nuspėti bakterijų vietą ir jas sunaikinti prieš sukeldami infekciją

Bayloro medicinos koledžo ir kitų institucijų mokslininkai nustatė naują strategiją, kuri prieš sukeldama infekciją gali pašalinti bakterijas tam tikroje vietoje. Strategijoje naudojamas fagas – virusas, užkrečiantis ir sunaikinantis bakterijas, kurį galima aptikti specialiai toje pačioje vietoje kaip ir virškinamojo trakto bakterijos. Fago ir bakterijų artumas palengvina fago puolimą ir vėlesnį bakterijų pašalinimą.

Ši strategija gali tapti žaidimo keitėju kovojant su antibiotikams atspariomis bakterijomis, kurios gyvena sunkiai pasiekiamose vietose, pavyzdžiui, žarnų gleivių sluoksnyje. Tyrimas pasirodo žurnale mBio.

„Fagai yra labai specifiniai dėl savo gebėjimo užkrėsti ir sunaikinti tam tikras bakterijų rūšis ar štamus, o ne kitus, pavyzdžiui, gerąsias bakterijas. JAV fagų terapija vis labiau tampa prieinama galimybe gydyti antibiotikams atsparias bakterines infekcijas, o tai kelia didelį susirūpinimą sveikata “, – sako dr. Sabrina Green, TAILΦR laboratorijų Baylor laboratorijoje tyrimų ir plėtros direktorė.

Antibiotikams atsparios bakterijos, tokios kaip ExPEC ST131, gali kolonizuoti žmogaus žarnyną, nesukeldamos ligos, tačiau jos taip pat gali palikti žarnyną ir užkrėsti kitus organus. Šios bakterijos yra susijusios, pavyzdžiui, su šlapimo takų, smegenų, pilvaplėvės, periferinių organų, kraujo ir buitinių prietaisų, tokių kaip šlapimo kateteriai, kraujagyslių įtaisai, maitinimo vamzdeliai ir žaizdų drenažas, infekcijomis, kurios per metus sukelia 9 mln. .

Ankstesniame darbe komanda parodė, kad fagas gali veiksmingai gydyti infekciją, kurią sukelia ExPEC ST131 bakterijos. Šiame tyrime jie norėjo sužinoti, ar jie gali naudoti fagą šioms bakterijoms pašalinti, kad būtų išvengta infekcijos.

Raskite tinkamą fagą

Daugelis fagų vargu ar gali kovoti su žarnyno bakterijomis. Komanda atrado, kad žinduoliuose yra veiksnys, kuris neleidžia fagui naikinti bakterijų. Jie nustatė veiksnį kaip gleives, lipnius baltymus, kurie sudaro sluoksnį tarp žarnyno epitelio ląstelių ir mikroorganizmų sluoksnio.

Tyrėjai teigė, kad nors gleivių dribsniai neleidžia užkrėsti daugelio fagų bakterijų, yra ir tokių, kurie sukūrė būdą neutralizuoti gleivinių poveikį ir dėl to sugeba nukreipti bakterijas daug gleivių turinčioje aplinkoje.

„Fagui mes pasirinkome žmogaus nuotekas ir gyvūnų išmatas, pasižyminčias unikaliomis savybėmis, kurios palengvina jų gebėjimą sunaikinti bakterijas esant gleivinėms“, – sakė autorius dr. Pasak Anthony Maresso, Baylor molekulinės virusologijos ir mikrobiologijos docentas. “Mes atradome naują fazę, vadinamą ES17, susijungiančią su gleivinėmis, ir atrodo, kad ji gali užkrėsti bakterijas gleivių turtingoje aplinkoje, pavyzdžiui, žarnyne.”

Tolesni tyrimai atidžiau išnagrinėjo šią naują fago ir mucino sąveiką. Greenas, Maresso ir jų kolegos atrado, kad ES17 fagas jungiasi prie specifinių molekulių, vadinamų heparano sulfatu, kurios atsiranda ne tik gleivinėse, bet ir įvairių tipų ląstelių, įskaitant epitelio ląsteles, paviršiuje. Tai paskatino tyrėjus ištirti, ar heparano sulfato prisijungimas prie epitelio ląstelių, kurią tyrėjai taip pat atrado, yra ta pati prisijungimo vieta, kurią naudoja ES17 dujų bakterijos ExPEC, prie ES17 gebėjimo nukreipti ir sunaikinti žarnyno aplinkoje esančias bakterijas.

„Mes išbandėme ES17 fago poveikį jo bakterijų šeimininkui ExPEC pelės žarnyne ir palyginome juos su fagais, kurie, kaip žinoma, negali užkrėsti savo bakterijų šeimininko sudėtingoje aplinkoje“, – sakė Greenas. “Mes nustatėme, kad tik ES17 turi unikalų gebėjimą nukreipti ir pašalinti ExPEC bakterijas gyvūnų modeliuose.”

Nauja bakterinių infekcijų prevencijos strategija

Apskritai išvados rodo, kad ES17 fago gebėjimas prisijungti prie heparano sulfato ant daug muzino turinčių paviršių ir tiesiai ant žinduolio epitelio ląstelių tarpina jo lokalizaciją giliai žarnyne esančiose vietose, kur atsiranda bakterijų rezervuarai. Tyrėjai teigia, kad arti ExPEC esančios bakterijos palengvina fagų invaziją ir bakterijų pašalinimą, kol jos neturi galimybės palikti žarnyną ir užkrėsti kitus organus.

„Fagas yra virusai, kurie specializuojasi specifinių bakterijų invazijoje ir pašalinime. Čia mes parodėme pirmąjį fagą, kuris taip pat jungiasi su žmogaus epitelio ląstelėmis ir kad ši savybė tarpininkauja naujam kovos su bakterinėmis infekcijomis mechanizmui, kurį mes vadiname poziciniu taikiniu, nes tai leidžia fagui numatyti, kur bus nukreiptos bakterijos “Mes numatome galimybę kad taikymas pagal padėtį bus išmaniųjų narkotikų veikimo būdas ateityje. Narkotikai nėra vien tik platinami visame kūne, tikintis, kad kai kurie jų atsidurs reikiamoje vietoje. “Ateities narkotikai bus nukreipti tik ten, kur jie turėtų dirbti. Mūsų darbas su fage yra pirmasis atvejis, kai jis buvo pasiektas. “

Nuoroda 2021 m. Vasario 9 d., MBio.
DOI: 10.1128 / mBio.03474-20

Kiti šio darbo dalyviai: Carmen Gu Liu, Xue Ya, Shelley Gibson, Wilhem Salmen, Anubama Rajan, Hannah E. Carter, Justin R. Clark, Xuezheng Song, Robert F. Ramig, Barbara W. Trautner ir Heidi B. Kaplan … Autoriai yra susiję su viena ar daugiau iš šių institucijų: Bayloro medicinos koledžas, Emory universitetas, Michaelo E. DeBakey veteranų reikalų medicinos centras ir Teksaso universiteto sveikatos mokslų centras Hiustone.

Šį darbą iš dalies remia JAV veteranų reikalų (VA I01-RX002595), Rodericko D. MacDonaldo tyrimų fondo, Baylor St., dotacija. Luko medicinos centras, Mike’o Hoggo fondas ir Bayloro medicinos koledžo sėklų fondas.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Dalelių fizikai problemą, vadinamą „persekiojimu“, sprendė daugiau nei 20 metų.

Iliustracija seka spindulio keliu, kai jis eina per stačiakampę, radijo dažnio, vario, magneto, juodojo dipolio ir modulinę matavimo sistemą ir į dalelių detektorių. ...

2D medžiagų paėmimas sukimui

„Spintronic“ skaičiavimo meno koncepcijos iliustracija. Tskubos universiteto Aukšto slėgio fizikos instituto mokslininkai kuria naują molibdeno disulfido tranzistorių, kuris sukuria elektronų sukimosi vaizdą, kuris galėtų atverti...

Marsas, Plejadės, Jupiteris, Saturnas ir kiti išskirtiniai „Skywatching“ 2021 m. Kovo mėn

Ko reikia kovo mėnesį? Marsas su draugais vakare, o grįžtančios planetos grįžta… Pirmąją savaitę arba kovo mėnesį Marsą rasite netoli Pleiades žvaigždžių spiečiaus vakaruose, praėjus...

„Prarastos ledo paslaptys“ galiausiai buvo išspręstos judant Žemės plutai

Grenlandijos ledynai 2018. Kreditas: NIOZ, Kim Sauter Naujo pasaulinio ledo dangos atstatymas per pastaruosius 80 000 metų. Ledynmečiu vidutinis pasaulio jūros lygis mažėja, nes didelis jūros...

Pirmieji Naujosios Anglijos žmonės gali turėti bendrą žemę su vilna

Vilnonio mamuto (Mammuthus primigenius) ekspozicijos Karališkame BC muziejuje Viktorijoje, Britų Kolumbijoje, Kanadoje. Paroda yra 1979 m., O kailis - muskuso plaukai. Autorius:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.