Запрограммированные вирусы могут бороться с привыканием к лекарствам

Путем программирования геномов бактериофагов команда ученых создает новое оружие для борьбы с инфекциями

Биологическая инженерия может запрограммировать бактериофаги на уничтожение различных штаммов Е. coli, производя мутации в протеине, который вирусы используют, чтобы присоединиться к клеткам хозяина. Эти запрограммированные фаги с меньшей вероятностью возбудят сопротивление у бактерий и помогут преодолеть привыкание к антибиотикам.

В борьбе с сопротивлением с антибиотиками множество ученых пытались задействовать встречающиеся в природе вирусы под названием бактериофаги, которые могут инфицировать и уничтожать бактерии.

Бактериофаги уничтожают бактерии при помощи механизма, отличного от антибиотиков, и они могут быть направлены на отдельные штаммы, превращая их в привлекательную опцию для потенциального преодоления резистентности ко множеству лекарств. Впрочем, быстрый поиск и оптимизация определенных бактериофагов для использования против бактерий могут быть затруднительными.

В новом исследовании биоинженеры Массачусетского Технологического Института показали, что они могут быстро запрограммировать бактериофаги на уничтожение различных штаммов E. coli путем произведения мутаций в протеине вируса, который присоединяется к клеткам-хозяевам. Исследователи обнаружили, что эти измененные бактериофаги также с меньшей вероятностью возбуждают резистентность в бактериях.

«Как мы видим в новостях каждый день, бактериальная резистентность продолжает эволюционировать, и это увеличивает проблемы для общественного здравоохранения, - сообщает Тимоти Лу, профессор инженерии, информатики и биоинженерии Массачусетского Технологического Института. – Фаги представляют собой совершенниной другой способ уничтожения бактерий, чем антибиотики, и становятся дополнением к антибиотикам, а не попыткой заменить их».

Исследователи создали некоторые модифицированные фаги, которые могут уничтожать E. coli, выращенные в лаборатории. Один из вновь созданных фагов также смог элиминировать два штамма E. coli, резистентные встречающимся в природе фагам из кожной инфекции мышей.

Модифицированные вирусы

Комиссия по еде и лекарствам одобрила некоторое количество бактериофагов для уничтожения вредоносных бактерий в еде, но они не были широко использованы для лечения инфекций, поскольку поиск встречающихся в природе фагов, направленных на нужный вид бактерий, может быть трудоемким и долговременным процессом.

Чтобы облегчить развитие такого лечения, лаборатория Лу работает над модифицированными вирусами, которые могут с легкостью быть перенаправлены на различные штаммы бактерий или различные механизмы сопротивления.

«Мы думаем, что фаги – прекрасный инструмент для уничтожения и подавления бактерий в комплексной экосистеме, причем целенаправленный», - говорит Лу.

Читайте также: Стало известно, как полностью излечить герпес

В 2015 году исследователи использовали фаги из семейства Т7, которые от природы уничтожают E.coli, и показали, что они могут запрограммировать их, чтобы нацеливать на другие бактерии путем изменения в различных генах, которые кодируются на протеине, который бактериофаги используют, чтобы зацепиться за рецепторы на поверхности клеток-хозяев.

Несмотря на то, что это подход действительно сработал, исследователи хотели найти способ ускорить процесс привязки фагов к определенному типу бактерий. В их новой работе они разработали стратегию, которая позволяет им быстро создавать и тестировать намного большее число вариаций.

Другие цели

Исследователи теперь планируют применить этот подход к нацеливанию на другие механизмы сопротивления, используемые E.coli, и они также надеются разработать фаги, которые могут уничтожать другие типы вредоносных бактерий. Также они заинтересованы в применении бактериофагов как инструмента для нацеливания на определенные штаммы бактерий, которые живут в человеческом кишечнике и вызывают проблемы со здоровьем.

«Возможность селективно ударить по этим вредным штаммам дает нам множество преимуществ в сфере клинических результатов для человека», - говорит Лу.

Возможно ли предотвратить болезнь Альцгеймера лечением герпеса?

Данные, опубликованные в журнале Frontiers in Aging Neuroscience, свидетельствуют о том, что в более чем половине всех случаев болезни Альцгеймера прослеживается связь с вирусом простого герпеса 1 типа. Как показало исследование, важно то, что применение противовирусных средств для лечения герпетической инфекции может снижать вероятность развития деменции в будущем. В этой работе указывается на недорогой и эффективный способ предотвращения болезни Альцгеймера, которая сегодня является одной из самых дорогостоящих состояний в мире.

При шизофрении наблюдается высокий уровень антител против вируса Эпштейна-Барр

Исследования показали, что люди с шизофренией имеют высокий уровень антител против вируса Эпштейна-Барр - вируса герпеса, который вызывает инфекционный мононуклеоз. Предложено два объяснения ассоциации повышенных иммунных реакций у пациентов с шизофренией и возбудителем инфекционного мононуклеоза: шизофрения может изменять иммунную систему таких пациентов и делать их более восприимчивыми к вирусу Эпштейна-Барр, или эта вирусная инфекция увеличивает вероятность развития шизофрении.

Микробиом шейки матки влияет на развитие папилломавирусной инфекции

Инфекции вируса папилломы человека (ВПЧ) вызывают 99% случаев рака шейки матки. Первым признаком заболевания в большинстве случаев является развитие предраковых поражений шейки матки. Однако другие патогены также могут играть важную роль. Новые исследования показывают, что микробиом шейки матки оказывает большее влияние на инфекцию ВПЧ, чем считалось ранее.
В исследовании, опубликованном в mBio, показана четкая взаимосвязь между наличием таких возбудителей, как микоплазма, псевдомонада и стафилококк, и тяжестью патологических изменений шейки матки. Предполагают, что бактерии могут стимулировать ВПЧ-инфекцию прямо или опосредованно, вызывая хроническое воспаление, которое способствует формированию ВПЧ-поражений.
Понимание этих процессов имеет клиническое значение для прогнозирования развития рака шейки матки, который в настоящее время является второй наиболее распространенной причиной смерти от рака среди женщин во всем мире.

Риск рака шейки матки выше у женщин с положительным ВПЧ без клеточных аномалий

Исследователи обнаружили повышенный риск рака шейки матки у женщин, у которых клетки шейки матки были инфицированы вирусом папилломы человека (ВПЧ), однако в них еще не произошли аномальные изменения. Опубликованные в American Cancer Society данные позволяют уточнить руководящие принципы скрининга рака шейки матки.
Известно, что ВПЧ является основной причиной развития рака шейки матки, в основном заболевание вызывается типами 16 и 18. Это обусловливает целесообразность использования тестов для раннего выявления ВПЧ-инфекции у женщин с высоким риском развития рака шейки матки. Женщины, у которых обнаружено ВПЧ 16 или 18 типов, а также женщины с предраковыми состояниями шейки матки, должны получать соответствующее лечение, чтобы предотвратить развитие инвазивного рака шейки матки.

ВОЗ: пандемия гриппа неизбежна

Всемирная организация здравоохранения заявила, что мир не готов к глобальной пандемии гриппа, а имеющиеся ресурсы недостаточны. Эта новость появилась после того, как ВОЗ разработала глобальную стратегию борьбы с гриппом. Новая разработка является частью Глобальной стратегии ВОЗ по борьбе с гриппом на период 2019-2030 гг, целью ее создания является противодействие сезонным вспышкам гриппа, а также предотвращение распространения гриппа и его пандемии.
В своем заявлении Генеральный директор ВОЗ Tedros Adhanom Ghebreyesus заявил, что пандемия гриппа является угрозой, которая «постоянно присутствует», а ее риски часто недооцениваются. Сезонные вспышки гриппа могут влиять на миллиарды людей ежегодно во всем мире. Быстрая мутация вируса крайне затрудняет прогнозирование и разработку вакцин.
Последняя пандемия гриппа была вызвана штаммом гриппа А H1N1 в 2009 и 2010 годах. Во время пандемии H1N1, по крайней мере один из пяти человек во всем мире был инфицирован вирусом в течение первых 12 месяцев, и в целом в мире зарегистрировано от 100 000 до 400 000 смертельных случаев.
По данным ВОЗ, нынешний риск пандемии гриппа более высокий, поскольку вирус гриппа приобрел новые свойства и способен распространяться от животных к людям и мутировать, чтобы поражать тысячи людей.

Выяснены механизмы противовирусного действия бузины

Целебные свойства растений использовались тысячелетиями для борьбы с заболеваниями. Недавнее исследование, проведенное в университете Сиднея, определило, как популярное традиционное средство - бузина, может помочь в борьбе с гриппом.
Несмотря на то, что способность бузины противостоять гриппу известна давно, точно механизмы этого влияния были неизвестны. Исследовательская группа установила, что противовирусный эффект бузины связан с угнетением ранних и поздних стадий инфекции и блокировании основных вирусных белков, ответственных за присоединение вирусов и их внедрение в клетки человеческого организма.

Лучший друг вируса гриппа — низкая влажность

Исследователи определили ключевую причину, почему люди чаще болеют и даже умирают от гриппа в зимние месяцы - это низкая влажность. Хотя известно, что низкие температуры и низкая влажность способствуют передаче вируса гриппа, не понятны механизмы воздействия сниженной влажности на иммунную защиту от инфекции гриппа.
Исследователи обнаружили, что низкая влажность тормозит иммунную реакцию тремя способами. В частности, она уменьшает удаление вирусных частиц из дыхательных путей, также имеет значение снижение способности клеток дыхательных путей восстанавливаться после повреждения, вызванного вирусом в легких. Третий механизм заключается в снижении защитного воздействия интерферонов, которые высвобождаются вирус-инфицированными клетками, в устранении вирусной угрозы.
Несмотря на то, что низкая влажность не является единственной причиной вспышки гриппа, этот фактор следует учитывать в зимний сезон.