Bakteriofag – Naturalny wróg bakterii w walce z chorobami

Bakteriofag – Naturalny wróg bakterii w walce z chorobami

Bakteriofag – Naturalny wróg bakterii w walce z chorobami.
Został odkryty ponad 100 lat temu. Na pomysł zastosowania tych naturalnych wrogów bakterii w walce z chorobami wpadł w 1919 r. Felix d’Herelle. Wyniki jego pierwszych prób były obiecujące, ale prace ustały wraz z wynalezieniem antybiotyków. Leki te były tanie i niezwykle skuteczne, więc szybko uznano je za idealne rozwiązanie w walce z chorobami.
Wystarczyło jednak kilkadziesiąt lat nadmiernego, niewłaściwego stosowania antybiotyków, aby pojawiły się bakterie oporne na działanie większości lub nawet wszystkich tych leków. Problem ten ponownie zwrócił uwagę na bakteriofagi.
Jednym z głównych kierunków badań jest wynalezienie terapii skutecznej wobec zakażeń bakteriami z rodzaju Pseudomonas. Które bardzo często wywołują zapalenie płuc, sepsę, infekcje dróg moczowych oraz infekcje ran pooperacyjnych u pacjentów z osłabionym układem odpornościowym. W badaniach mających na celu opracowanie alternatywy dla antybiotyków okazało się, że mieszanka kilku fagów jest zdecydowanie bardziej skuteczna niż jeden tylko wirus infekujący komórki Pseudomonas.
Prof. Rotem Sorek
Izraelski genetyk z Instytutu Naukowego Weizmanna, badając występujące w glebie bakteriofagi, wpadł na trop wirusowej komunikacji. Odkrył społeczną stronę życia wirusów atakujących bakterie, tzw. bakteriofagów albo krócej fagów. Wirusy te mogą albo trwać w trybie „stand-by”, albo błyskawicznie się namnażać, niszcząc zaatakowaną bakterię i rozsiewając się w poszukiwaniu nowych żywicieli. Do tej pory naukowcy sądzili, że zmiana w dynamice rozwoju jest procesem zależącym tylko od warunków panujących w komórce bakteryjnej.
Tymczasem dr Sorek dowiódł, że wirusy aktywnie „dyskutują” nad swoją strategią. Gdy bakteriofag wnika do bakterii, może powodować uwalnianie cząsteczki białka złożonej z zaledwie sześciu aminokwasów. Jest to wiadomość dla innych wirusów. Im więcej bakterii zaatakowanych, tym więcej białka i tym „głośniejszy” sygnał, że wolnych komórek bakteryjnych jest coraz mniej. Fagi wstrzymują wówczas proces namnażania się i przechodzą do fazy uśpienia.
Ponieważ wirus, który się namnaża, doprowadza do rozpadu komórki bakteryjnej, a wiriony potomne uwalniane są do środowiska. To w sytuacji gdy gospodarza jest mało, wirus przestaje infekować i oszczędza.
Białko, które zmienia strategię faga, nazwano arbitrium i jak sam jego odkrywca przyznaje, jest to spora rewolucja w wirusologii. Ruszyły badania poszukujące arbitrium w środowisku. Wiadomo już, że to białko produkuje co najmniej kilkanaście innych fagów. Każdy z nich prawdopodobnie „mówi” we własnym języku, zatem rozmowa może toczyć się jedynie wśród najbliższych krewnych.
Prof. Bonnie Bassler
Fagi potrafią natomiast podsłuchiwać informacje przekazywane sobie przez ich ofiary. Biolożka molekularna prof. Bonnie Bassler z Uniwersytetu Princeton odkryła, że wirusy wykorzystują sygnały chemiczne uwalniane przez bakterie, aby wybrać najlepszy moment do namnażania oraz unicestwiania żywiciela. Naturalne zdolności do molekularnego szpiegostwa odkryto m. in. u fagów, które zakażają przecinkowce wywołujące cholerę.
To wielka szansa na skuteczną walkę z patogenami. Prof. Bassler – wykorzystując metody biotechnologii – stworzyła fagi, które potrafią podsłuchiwać groźne dla zdrowia bakterie Escherichia coli i Salmonella typhimurium. To pierwszy krok do uzyskania zaprogramowanych zabójców dowolnie wybranego gatunku mikroba. Z kolei dr Sorek ma inny pomysł: Gdyby udało się metodami inżynierii genetycznej wprowadzić system produkujący arbitrium do ludzkich wirusów. Takich jak HIV, czy wirus opryszczki, które wiele lat potrafią trwać ukryte w komórkach. To cząsteczka wywołująca tryb „uśpienia”, stałaby się nową terapią na te choroby. Pomimo dekad badań leków przeciwwirusowych, wciąż mamy ich bardzo mało.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.