Фаги, вирусы, поражающие бактерии давно считаются потенциальной альтернативой антибиотикам. Но их молекулярное взаимодействие с клетками оставалось загадкой. Новое исследование Центра Гельмгольца по исследованию инфекций, опубликованное в Nature, показало, что с помощью особого инструмента можно «взломать» цикл размножения фага и управлять им.
Фаги безвредны для человека. Они избирательно атакуют только бактерии и тем самым помогают сдерживать рост опасных патогенов. Но чтобы использовать их в медицине, нужно понять, как именно вирусы взаимодействуют с клеткой-хозяином. Проблема в том, что фаги надежно защищают свой генетический материал, из-за чего стандартные методы анализа плохо работают.
Команда ученых из Вюрцбурга применила новый подход: антисмысловые олигомеры (ASO). Эти молекулы связываются с матричной РНК, молекулой-посредником между геномом и синтезом белка, и блокируют ее. В результате белок не создается, а жизненный цикл фага прерывается. Иными словами, вирус теряет возможность размножаться.
Ранее ASO рассматривали как экспериментальные антибиотики, способные подавлять бактерии. Исследователи предположили, что они подействуют и на фагов, ведь вирусы используют клеточные ресурсы бактерий для своего развития. Эксперименты подтвердили эту гипотезу.
Особое внимание уделили гигантскому фагу phiKZ, который атакует синегнойную палочку Pseudomonas aeruginosa — возбудителя тяжелых внутрибольничных инфекций легких и ран. Применяя ASO, ученые смогли подавить синтез сразу целого набора белков этого фага и выявили ранее неизвестные ключевые молекулы. Эти данные помогут понять, как именно вирус захватывает клетку и убивает бактерию.
Результаты показывают, что технология ASO может стать универсальным инструментом для изучения фагов. В перспективе она поможет создавать новые методы лечения там, где антибиотики не справляются. Управляемые фаги могут стать биологическим оружием против устойчивых инфекций и дать шанс спасти пациентов, которым сегодня медицине предложить почти нечего.
Ранее Наука Mail рассказала о том, как водоросли и бактерии делают реки здоровыми без химии.
