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

Saulės energijos veiklos nepastovumą galėtų kompensuoti Žemės planetos magnetinis laukas

2015 m. Gegužės mėn. Saulė per penkias dienas suvaidino maždaug tuziną aktyvių zonų. Ryškios spalvos pluoštai, sklindantys iš šių aktyvių regionų, yra dalelės,...

Didžiausias Australijos dinozauras – Pietų Titanas – ką tik buvo įrašytas į rekordą!

Australotitan cooperensis, „Pietų Titanas arba Cooperis“. Autorius: Vladas Konstantinovas, Scottas Hocknullas © Eromangos gamtos istorijos muziejus Kiek aukšta yra krepšinio aikštelė, aukštesnė už b-dublius...

Žmonių nulemta klimato kaita yra tik pusė Antarkties kriliaus paveikslo

Antarkties krilasi, Euphausia superba. Autorius: Uwe Kils / Wikipedia Apskaičiuota, kad šiame amžiuje krilių populiacija buveinių centre Antarktidoje sumažėjo apie 30% dėl plačiai paplitusio...

Kokia tavo pirmoji idėja? Remiantis naujais tyrimais, galėtų prasidėti pustrečio amžiaus

Naujas tyrimas ir dešimtmečių duomenų apžvalga laikrodžio atmintį nustūmė už metų ribų, tačiau tyrimas įrodo, kad visi yra skirtingi. Naujas tyrimas rodo, kad vidutiniškai pirmojo...

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Newsletter

Subscribe to stay updated.