Вирусы, поражающие бактерии, могут стать альтернативой антибиотикам, но их применение осложняется узкой избирательностью. Бактериофаги, или фаги, обычно уничтожают лишь конкретный штамм и бессильны против других, даже родственных. Терапию приходится подбирать индивидуально, а на это уходят недели — время, которого у пациентов с устойчивыми инфекциями часто нет.
Среди фагов есть исключения — широкого спектра действия, способные поражать сразу несколько штаммов. Что делает их универсальными, оставалось неясным.
Ответ дало исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences. Команда из Университета Макмастера (Канада) под руководством Лори Берроуз, почетного профессора и главного исследователя проекта, впервые описала общую черту таких фагов: особое разнообразие волокон на их хвостах.
Фаги используют свой хвост, чтобы прикрепляться к бактериям, которые они заражают. Поняв, почему одни фаги могут делать это только с очень специфическими штаммами бактерий, а другие более универсальны, мы сможем сосредоточиться на тех типах фагов, которые могут иметь более широкое клиническое применение.
Исследователи изучили взаимодействие фагов с Pseudomonas aeruginosa — бактерией с множественной лекарственной устойчивостью, вызывающей опасные внутрибольничные инфекции. Фаги прикрепляются к пилям — волосовидным отросткам на поверхности бактерии. Проанализировав генетические данные более 1300 штаммов синегнойной палочки, группа обнаружила 53 варианта пилей, сосредоточенных именно в той части, с которой контактируют фаги. Бактерии выработали разные типы отростков, чтобы уклоняться от фагов.
Команда протестировала фаги на разных штаммах. Одни теряли способность заражать бактерии при малейших изменениях пилей, другие переносили значительные различия. Сравнение моделей хвостовых отростков, созданных искусственным интеллектом, выявило закономерность: у избирательных фагов отростки более однообразны, у универсальных — разнообразны в зоне контакта.
Как отметили авторы, врачам могут требоваться недели для подбора фага, а снижение требований к точности подбора и сокращение ожидания делают фаги более жизнеспособным решением против инфекций, устойчивых к антибиотикам.
Ранее Наука Mail рассказывали, что вирусы могут стать помощниками в борьбе с пищевыми отравлениями.