Fágy mohou sledovat umístění bakterií a zničit je dříve, než způsobí infekci

Vědci z Baylor College of Medicine a dalších institucí identifikovali novou strategii, která dokáže eliminovat bakterie na konkrétním místě, než způsobí infekci. Tato strategie využívá fág, virus, který infikuje a ničí bakterie, které mohou být konkrétně umístěny na stejném místě, kde bakterie žijí v zažívacím traktu. Blízkost fága k bakterii umožňuje napadení fága a další eliminaci bakterie.

Tato strategie má potenciál stát se herním měničem v boji proti bakteriím rezistentním na antibiotika žijícím na těžko přístupných místech, jako je výstelka střev. Studie se objeví v časopise mBio.

„Fágy jsou velmi specifické svou schopností infikovat a ničit určité druhy nebo kmeny bakterií a ne jiné, například dobré bakterie. V USA se léčba fágů stává stále dostupnější léčbou bakteriálních infekcí rezistentních na antibiotika, což je vážné obavy o zdraví, “uvedla první autorka, Dr. Sabrina Green, ředitelka výzkumu a vývoje v laboratořích TAILΦR v Bayloru.

Bakterie rezistentní na antibiotika, jako je ExPEC ST131, se mohou usadit v lidském střevě, aniž by způsobily onemocnění, ale mohou také opustit střevo a infikovat další orgány. Například tyto bakterie byly spojeny s infekcemi močových cest, mozku, pobřišnice, periferních orgánů, krve a domácích spotřebičů, jako jsou močovody, krevní cévy, plnicí trubice a drenáž ran, což vedlo k 9 milionům infekcí ročně. .

Tým v předchozí práci ukázal, že fágy mohou účinně léčit infekci způsobenou bakteriemi ExPEC ST131. V této studii chtěli otestovat, zda mohou k odstranění těchto bakterií použít fágy, aby zabránili infekci.

Nalezení správného fágu

V mnoha fázích je obtížné bojovat s bakteriemi ve střevě. Tým zjistil, že ve střevě savců existuje faktor, který zabraňuje ničení bakterií fágy. Příčinu identifikovali jako mucin, lepkavý protein, který tvoří vrstvu mezi epiteliálními buňkami ve střevě a vrstvou mikroorganismů.

Vědci tvrdili, že ačkoli mnoho fagémů brání hlenu infikovat bakterie, mohou existovat ty, které se vyvinuly tak, aby se zabývaly účinkem sliznice a ve výsledku jsou schopné cílit na bakterie v prostředí s vysokou sliznicí.

„Testovali jsme lidské odpadní vody a zvířecí výkaly na fágy s jedinečnými vlastnostmi, které jim umožňují ničit bakterie za přítomnosti sliznic,“ uvedl paralelní autor Dr. Anthony Marso, docent molekulární virologie a mikrobiologie společnosti Baylor. “Objevili jsme nový fág zvaný ES17, který se váže na sliznice. Zlepšuje jeho schopnost infikovat bakterie v bohatém prostředí sliznic, jako jsou střeva. “

Další studie podrobně zkoumaly tuto novou interakci mezi fágem a mucinem. Green, Marceau a kolegové zjistili, že fág ES17 se váže na určité molekuly zvané paran sulfát, které se nacházejí nejen na sliznici, ale také na povrchu různých typů buněk, včetně buněk epitelu. To vedlo vědce k tomu, aby prozkoumali, zda by vazba na hepta sulfát v epiteliálních buňkách, u kterých vědci také zjistili, že jsou stejným vazebným místem jako hostitelská bakterie ES17 EXPEC, přispěla k schopnosti ES17 cílit a ničit bakterie ve střevním prostředí .

„Testovali jsme účinek fága ES17 na jeho bakteriálního hostitele EXPEC ve střevech myší a porovnali jsme ho s fágy, o nichž je známo, že nejsou schopni infikovat svého bakteriálního hostitele v komplexním prostředí,“ řekl Green. „Zjistili jsme, že pouze ES17 má jedinečnou schopnost cílit a eliminovat bakterie ExPEC na zvířecích modelech.“

Nová strategie prevence bakteriálních infekcí

Zjištění celkově ukazují, že schopnost fága ES17 vázat se na síran železnatý na povrchy bohaté na mucin a přímo na epiteliální buňky savců zprostředkovává jejich lokalizaci v oblastech ve střevě, kde mohou být umístěny bakteriální zásoby. Vědci naznačují, že blízkost bakterií ExPEC usnadňuje invazi fágů a eliminaci bakterií dříve, než mají šanci opustit střevo a infikovat další orgány.

„Fágy jsou viry, které se specializují na invazi a zabíjení konkrétních bakterií. Zde jsme ukázali první fág, který je také spojen s lidskými epiteliálními buňkami a že tento znak zprostředkovává nový mechanismus v boji proti bakteriálním infekcím, který nazýváme geografické cílení, protože umožňuje fág předpovědět, kam jsou bakterie zaměřeny, “řekl March. . „Předpokládáme možnost, že cílené umístění bude v budoucnu způsobem, jakým chytré léky fungují. Drogy se nebudou distribuovat pouze v těle v naději, že některé skončí na správném místě. Budoucí drogy půjdou pouze tam, kde mají být Naše práce s fágy je prvním dosaženým případem. “

Reference 9. února 2021, mBio.
DOI: 10,1128 / mBio.03474-20

Mezi další přispěvatele do této práce patří Carmen Gu Liu, Xu Ya, Shelly Gibson, Wilhelm Salman, Anubama Rajan, Hannah A. Carter, Justin R. Clark, Shuzheng Song, Robert F. Remig, Barbara Wu. Trautner a Heidi Kaplan. Autoři jsou přidružení k jedné nebo více z následujících institucí: Baylor College of Medicine, Emory University, Michael A. Debkey Medical Center for Veterans Affairs a Center for Health Sciences at the University of Texas at Houston.

Tato práce je částečně podpořena grantem od Spojených států pro záležitosti veteránů (VA I01-RX002595), Roderick D. McDonald Research Foundation v Baylor St. Luke Medical Center, Nadace Mikea Hog a Baylor College of Medicine Seeds Foundation.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Kampaň NASA SnowEx kopání hluboko v roce 2021

Měření sněhu se může zdát jednoduché, ale každé prostředí představuje pro přístroje jedinečné výzvy. Například sněžení v lesích se zachytává na větvích nebo...

Agresivní tržní model vývoje energie z jaderné syntézy

Koncept ARC Fusion Pilot Plant byl vyvinut na MIT, aby demonstroval potenciál vysokoteplotních supravodivých magnetů pro nastavení hodnoty rychlosti fúzní energie և. Půjčka:...

Sekvence 64 úplných lidských genomů k zachycení lepší genetické rozmanitosti

Struktura genomu. Zápočet: NIH Sekvence 64 lidských genomů poslouží jako nový odkaz na genetické modifikace a predispozici k lidským chorobám Vědci z University of Maryland...

LSD může nabídnout udržitelnou léčbu úzkosti a jiných duševních poruch

McGill studoval krok v porozumění mechanismu vlivu psychedelik na mozek a potenciálu pro terapeutické použití. Vědci z McGill University poprvé objevili jeden z možných mechanismů,...

Nenechte si ujít příští úplněk – sníh, bouře a hladový měsíc

Uznání: NASA / Bill Dunford Příští úplněk je měsíc se sněhem, bouří a hladem; měsíc během svátků svátku Puim; festival čínských luceren; Magha Purnima a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.