Virusstop

Запрограмовані віруси можуть боротися зі звиканням до ліків

Шляхом програмування геномів бактеріофагів, команда вчених створює нову зброю для боротьби з інфекціями

Біологічна інженерія може запрограмувати бактеріофаги на знищення різних штамів Е. coli, виробляючи мутації в протеїні, який віруси використовують, щоб приєднатися до клітин господаря. Ці запрограмовані фаги з меншою ймовірністю викликають опір у бактерій і допоможуть подолати звикання до антибіотиків.

У боротьбі з опором до антибіотиків, багато вчених намагалися задіяти віруси під назвою бактеріофаги, що зустрічаються у природі, які можуть інфікувати і знищувати бактерії.

Бактеріофаги знищують бактерії за допомогою механізму, що різниться від антибіотиків, і вони можуть бути спрямовані на окремі штами, перетворюючи їх в привабливу опцію для потенційного подолання резистентності до безлічі ліків. Втім, швидкий пошук і оптимізація певних бактеріофагів для використання проти бактерій можуть бути нелегкими.

У новому дослідженні біоінженери Масачусетського Технологічного Інституту показали, що вони можуть швидко запрограмувати бактеріофаги на знищення різних штамів E. coli шляхом утворення мутацій в протеїні вірусу, який приєднується до клітин-господарів. Дослідники виявили, що ці інженеровані бактеріофаги також з меншою ймовірністю збуджують резистентність в бактеріях.

«Як ми бачимо в новинах кожен день, бактеріальна резистентність продовжує еволюціонувати, і це збільшує проблеми для громадської охорони здоров’я», – повідомляє Тімоті Лу, професор електричної інженерії, інформатики та біоінженерії Масачусетського Технологічного Інституту. «Фаги представляють собою зовсім інший спосіб знищення бактерій, ніж антибіотики, і таким чином, стають доповненням до антибіотиків, а не спробою замінити їх».

Дослідники створили деякі модифіковані фаги, які можуть знищувати E. coli, вирощені в лабораторії. Один з новостворених фагів також зміг елімінувати два штами E. coli, резистентні зустрічається в природі фагів з шкірної інфекції мишей.

Модифіковані віруси
Комісія з їжі і ліків схвалила кілька бактеріофагів для знищення шкідливих бактерій в їжі, але вони не були широко використані для лікування інфекцій, оскільки пошук фагів, що зустрічаються в природі, спрямованих на потрібний вид бактерій, може бути складним і тривалим процесом.

Щоб полегшити розвиток такого лікування, лабораторія Лу працює над модифікованими вірусними «підмостками», які можуть з легкістю бути перенаправлені на різні штами бактерій або різні механізми опору.

«Ми думаємо, що фаги – прекрасний інструмент для знищення й пригнічення бактерій в комплексній екосистемі, причому цілеспрямований», – каже Лу.

У 2015 році дослідники використовували фаги з сімейства Т7, які від природи знищують E.coli, і показали, що вони можуть запрограмувати їх, щоб вціляти на інші бактерії шляхом зміни в різних генах, які кодуються на протеїні, який бактеріофаги використовують, щоб зачепитися на рецептори на поверхні клітин-господарів.

Незважаючи на те, що цей підхід дійсно спрацював, дослідники хотіли знайти спосіб прискорити процес прив’язки фагів до певного типу бактерій. В їх новій роботі вони розробили стратегію, яка дозволяє їм швидко створювати і тестувати набагато більшу кількість варіацій.

Інші цілі 

Лу і Єль тепер планують застосувати цей підхід до націлювання на інші механізми опору, які використовують E.coli, і вони також сподіваються розробити фаги, які можуть знищувати інші типи шкідливих бактерій. «Це тільки початок, оскільки є безліч інших вірусних «підмостків» і цільових бактерій», – каже Єль. Дослідники також зацікавлені в застосуванні бактеріофагів як інструменту для націлювання на певні штами бактерій, які живуть в людському кишечнику і викликають проблеми зі здоров’ям.  «Можливість селективно вдарити по цим не корисним штамам дає нам безліч переваг в сфері клінічних результатів для людини», – каже Лу.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *