Ένας αγώνας εξοπλισμών βακτηρίων-ιών θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια νέα θεραπεία της σιγκέλλωσης
Dezember 14, 2021Όταν κάποια βακτήρια καταφέρνουν να ξεφύγουν από τη θανάτωση από έναν ιό, τα μικρόβια καταλήγουν να μπλοκάρουν τον εαυτό τους. Και αυτό θα μπορούσε να είναι χρήσιμο στη μάχη για τη θεραπεία λοιμώξεων.
Το βακτήριο Shigella flexneri — μία από τις αιτίες της λοιμώδους νόσου σιγκέλλωση — μπορεί να εξαπλωθεί μέσα στα κύτταρα που επενδύουν το έντερο προωθώντας τον εαυτό του μέσα από τους φραγμούς των κυττάρων. Αυτό προκαλεί βλάβη στους ιστούς που μπορεί να οδηγήσει σε συμπτώματα όπως αιματηρή διάρροια. Αλλά όταν S. flexneri σε πιάτα εργαστηρίου εξελίχθηκε για να ξεφύγει από έναν τύπο ιού που σκοτώνει τα βακτήρια, τα βακτήρια δεν μπορούσαν διαδώστε πια κύτταρο σε κύτταρο, καθιστώντας το λιγότερο λοιμογόνο, αναφέρουν οι ερευνητές στις 17 Νοεμβρίου Εφαρμοσμένη και Περιβαλλοντική Μικροβιολογία.
Η έρευνα είναι ένα ελπιδοφόρο σημάδι για αυτό που είναι γνωστό ως θεραπεία με φάγο (SN: 20/11/02). Με τα μικρόβια ανθεκτικά στα αντιβιοτικά σε άνοδο, ορισμένοι ερευνητές βλέπουν τους ιούς που μολύνουν και σκοτώνουν μόνο βακτήρια, γνωστούς ως βακτηριοφάγους ή απλώς φάγους, ως πιθανή επιλογή για τη θεραπεία λοιμώξεων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά.SN: 13/11/19). Με τη θεραπεία με φάγο, τα μολυσμένα άτομα λαμβάνουν δόσεις ενός συγκεκριμένου φάγου, οι οποίοι σκοτώνουν τα προβληματικά βακτήρια. Το πρόβλημα, ωστόσο, είναι ότι με την πάροδο του χρόνου αυτά τα βακτήρια μπορούν να εξελιχθούν για να είναι ανθεκτικά και στον φάγο.
«Περιμένουμε ότι η θεραπεία με φάγο θα αποτύχει, κατά μία έννοια», λέει ο Paul Turner, εξελικτικός βιολόγος και ιολόγος στο Πανεπιστήμιο Yale. «Τα βακτήρια είναι πολύ καλά στην ανάπτυξη αντίστασης στους φάγους».
Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι τα βακτήρια αναδύονται αλώβητα. Μερικοί φάγοι επιτίθενται και εισέρχονται σε βακτήρια κολλώντας πάνω σε βακτηριακές πρωτεΐνες που είναι κρίσιμες για τη λειτουργία ενός μικροβίου. Εάν οι θεραπείες φάγο θεραπείας βασίζονταν σε έναν τέτοιο ιό, αυτό θα μπορούσε να ωθήσει τα βακτήρια να εξελιχθούν με τέτοιο τρόπο που όχι μόνο τα βοηθά να ξεφύγουν από τον ιό, αλλά και βλάπτουν τις ικανότητές τους και τα καθιστούν λιγότερο θανατηφόρα. Τα άτομα που έχουν μολυνθεί με αυτά τα αλλοιωμένα βακτήρια μπορεί να έχουν λιγότερο σοβαρά συμπτώματα ή μπορεί να μην παρουσιάζουν καθόλου συμπτώματα.
Προηγούμενες μελέτες με τα βακτήρια Pseudomonas aeruginosaγια παράδειγμα, έχουν βρει ότι οι φάγοι και τα βακτήρια μπορούν να εμπλακούν σε εξελικτικές μάχες που οδηγεί τα βακτήρια να είναι πιο ευαίσθητα στα αντιβιοτικά. Η νέα μελέτη υπαινίσσεται ότι οι ερευνητές θα μπορούσαν να αξιοποιήσουν την κούρσα εξοπλισμών μεταξύ S. flexneri και ο πρόσφατα ταυτοποιημένος φάγος, ο οποίος ονομάστηκε A1-1 αφού βρέθηκε στα λύματα του Μεξικού, για τη θεραπεία της σιγκέλλωσης.
S. flexneri Το μολυσμένο νερό είναι ένα τεράστιο πρόβλημα σε μέρη του κόσμου όπου καθαρό νερό δεν είναι πάντα διαθέσιμο, όπως η υποσαχάρια Αφρική και η νότια Ασία, λέει η Kaitlyn Kortright, μικροβιολόγος επίσης στο Πανεπιστήμιο Yale. Κάθε χρόνο, περίπου 1,3 εκατομμύρια άνθρωποι πεθαίνουν από σιγκέλλωση, η οποία προκαλείται από τέσσερις Shigella είδος. Περισσότεροι από τους μισούς από αυτούς τους θανάτους αφορούν παιδιά κάτω των 5 ετών. Επιπλέον, τα αντιβιοτικά για τη θεραπεία της σιγκέλωσης μπορεί να είναι ακριβά και δύσκολα προσβάσιμα σε αυτά τα μέρη. Και S. flexneri γίνεται ανθεκτικό σε πολλά αντιβιοτικά. Η θεραπεία με φάγο θα μπορούσε να είναι μια φθηνότερη, πιο προσιτή επιλογή για τη θεραπεία της λοίμωξης.
Το χτύπημα στο S. flexneriΗ κυτταρική εξάπλωση του προέρχεται επειδή για να εισέλθει στα κύτταρα, το A1-1 στοχεύει μια πρωτεΐνη που ονομάζεται OmpA, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για τα βακτήρια να σπάσουν τις μεμβράνες των κυττάρων του ξενιστή. Οι ερευνητές βρήκαν δύο τύπους μεταλλάξεων που προκάλεσαν S. flexneri ανθεκτικό στο A1-1. Ορισμένα βακτήρια είχαν μεταλλάξεις στο γονίδιο που παράγει το OmpA, βλάπτοντας την ικανότητα της πρωτεΐνης να βοηθά τα μικρόβια να εξαπλωθούν από κύτταρο σε κύτταρο. Άλλοι είχαν αλλαγές σε ένα δομικό συστατικό των βακτηριακών κυττάρων που ονομάζεται λιποπολυσακχαρίτης.
Οι μεταλλάξεις στον λιποπολυσακχαρίτη ήταν εκπληκτικές, λέει ο Kortright, επειδή η σχέση μεταξύ αυτού του δομικού συστατικού και του OmpA δεν έχει διευθετηθεί πλήρως. Μια πιθανότητα είναι ότι αυτές οι μεταλλάξεις παραμορφώνουν τη δομή του OmpA με τρόπο που ο φάγος δεν το αναγνωρίζει πλέον και δεν μπορεί να εισέλθει στα βακτηριακά κύτταρα.
Ένα επίμονο ερώτημα είναι αν S. flexneri εξελίσσεται με τον ίδιο τρόπο έξω από ένα πιάτο εργαστηρίου, λέει η Saima Aslam, γιατρός μολυσματικών ασθενειών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο που δεν συμμετείχε στην εργασία. Ωστόσο, τα ευρήματα δείχνουν ότι «δεν είναι πάντα κακό» όταν τα βακτήρια γίνονται ανθεκτικά στους φάγους, λέει.
