Virusstop

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 различные штаммы 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 к 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 подлежавшие инженерии 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 электрической инженерии, информатики и биоинженерии Массачусетского Технологического Института. «Фаги представляют собой совершенно другой способ уничтожения бактерий, чем антибиотики, и таким образом, 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 вирусными «подмостками», которые могут с легкостью быть перенаправленными 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.

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

Лу и Йель 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. «Это только начало, поскольку есть множество других вирусных «подмостков» и целевых бактерий», — говорит Йель. Исследователи также 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 не полезным штаммам дает нам множество преимуществ в сфере клинических результатов для человека», — говорит Лу.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *