14:51 2022-01-17
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Contestarea teoriei gamei înguste de gazdă a fagilor
_ Contestarea teoriei gama restrânsă de fagi a gazdei
Virușii care infectează bacteriile ar putea într-o zi să înlocuiască antibioticele, deoarece atacă cu precizie doar agenți patogeni specifici. Cercetătorii de la ETH Zurich arată acum că acest lucru nu este întotdeauna cazul. Această nouă descoperire este importantă deoarece virusurile bacteriene pot transfera gene de rezistență la antibiotice.
Bacteriofagii – pe scurt fagii – sunt viruși care infectează numai bacteriile. Pentru a captura o gazdă bacteriană, ei se atașează mai întâi de molecule specifice de pe suprafața celulei acesteia. Apoi își injectează materialul genetic în celula bacteriană. Pentru a reprograma mecanismele celulare ale bacteriilor pentru a produce noi particule de virus, fagii trebuie, de asemenea, să depășească sistemul imunitar al bacteriilor țintă.
Punctele de intrare moleculară și sistemul imunitar diferă de la o bacterie la alta, așa că a fost se crede în mod obișnuit că majoritatea fagilor au o gamă îngustă de gazdă - adică infectează doar o singură specie bacteriană sau chiar subspecie. Acesta este, de asemenea, ceea ce a determinat ideea de a folosi ucigași naturali ai bacteriilor pentru a trata infecțiile, în special atunci când bacteriile care cauzează boli au dobândit rezistență la antibiotice.
Acum, totuși, un studiu condus de Elena Gómez-Sanz, asociat de cercetare în grupul lui Martin Loessner, profesor de microbiologie alimentară la ETH Zurich, contestă teoria gamei înguste de gazdă a fagilor. Fagii din grupul de bacterii Staphylococcus infectează adesea mai multe specii simultan. Cercetătorii și-au publicat recent rezultatele în revista Nature Communications.
Descoperirile lor ar putea avea consecințe directe asupra terapiei cu fagi, care nu este încă aprobată pentru utilizare în Elveția, dar este folosită de mult timp în Europa de Est. Fagii nu numai că ucid bacteriile, ci pot transfera și gene de rezistență la antibiotice de la o bacterie la alta. În consecință, gama lor neașteptat de largă de pradă înseamnă că fagii și-ar putea răspândi genele de rezistență mult mai departe în mediu decât se credea anterior.
Mulți fagi noi izolați în apele uzate
Mecanismul prin care fagii pot transfera rezistența la antibiotice între bacterii este deja cunoscut. Pe scurt, atunci când acești viruși se înmulțesc în celulele bacteriene, ei nu numai că își injectează propriul material genetic în noi particule de virus; în unele cazuri, ei introduc clandestin material genetic din bacteria infectată - o genă de rezistență, de exemplu - în particulele de virus. Dacă una dintre aceste particule de virus infectează apoi o nouă bacterie, rezistența poate fi transferată.
La stafilococi, această formă de transfer de gene a fost studiată deosebit de bine. Acest grup de bacterii, care cuprinde peste 50 de specii, colonizează în mod natural nu numai oamenii, ci și animalele și se găsește în corpurile naturale de apă. Cel mai cunoscut membru al acestui grup este Staphylococcus aureus — o specie bacteriană care ne colonizează în mod natural nasul și pielea, dar care s-a dezvoltat recent într-un agent patogen multirezistent periculos.
Fagii au jucat un rol crucial în evoluție. dintre cel mai comun și răspândit agent patogen multirezistent de astăzi, este larg crezut. Prin urmare, nu este deloc surprinzător faptul că peste 90 la sută dintre fagii cunoscuți din stafilococi provin din Staphylococcus aureus, izolat de obicei din probe clinice.
„Cu toate acestea, dacă dorim să evaluăm rolul fagilor ca vectori ai antibioticului. rezistență, trebuie să privim întreaga imagine – nu doar situația din medicina umană”, spune Gómez-Sanz.
Căutând o gamă cât mai largă de fagi naturali ai stafilococului, cercetătorii ETH au vizitat apele reziduale. plante de tratament. La urma urmei, aici converg o mare diversitate de bacterii și fagii lor - din microbiota umană, din creșterea animalelor și din gospodării și industrie. Cercetătorii au izolat un total de 94 de fagi din apele uzate pentru studiul lor.
Virușii se întind pe o rețea uriașă pentru transferul de gene
Cercetătorii au efectuat experimente de laborator pentru a identifica modelul natural de pradă al fagilor lor izolați. Pentru a face acest lucru, au pus fagii liberi pe diferite bacterii gazdă potențiale și au studiat modelele lor de infecție. Cele 117 tulpini de bacterii pe care le-au studiat în total au inclus reprezentanți din 29 de specii diferite de stafilococ și bacterii din habitate diferite, cu și fără rezistență la antibiotice.
Ei au descoperit că un singur fag infectează, în medie, patru specii bacteriene diferite. Sau, din perspectiva bacteriilor, fagii „împărțiți” pot permite unei specii de stafilococi să facă schimb de material genetic cu, în medie, peste 17 alte specii. „Această rețea enormă arată impactul extraordinar pe care fagii îl pot avea asupra comunităților bacteriene”, spune Gómez-Sanz.
Ipoteza gamei înguste de gazde probabil a supraviețuit atât de mult, deoarece nu există studii similare anterioare care să investigheze fagii. infectivitate în multe specii diferite de bacterii, spune microbiologul. Lucrările anterioare au fost adesea limitate strict la speciile bacteriene relevante clinic, cum ar fi S. aureus. Cu toate acestea, prezentul studiu arată necesitatea urgentă de a investiga în special prevalența rezistenței la antibiotice dincolo de sfera biosferelor individuale.
„Sănătatea umană este strâns legată de sănătatea animalelor și a mediului”, Gómez-Sanz. spune. Studiul subliniază importanța modernă „One Health Approach” în utilizarea antibioticelor. Noile descoperiri ale rețelei de fagi naturali individuali arată, de exemplu, că fagii ar putea transfera rezistența la antibiotice de la bacteriile din microbiota animală direct la agenții patogeni umani. Acest lucru subliniază importanța „abordării unei sănătăți” moderne în utilizarea antibioticelor.
Încă nu este clar cât de frecvent se răspândesc genele de rezistență
Este dificil de estimat din experimentele de laborator efectuate. până în prezent, cât de frecvent fagii transferă de fapt genele de rezistență la antibiotice în natură. Cu toate acestea, studiul actual face o presupunere cu privire la care dintre fagii investigați sunt vectori deosebit de puternici.
Pentru 28 din cei 94 de fagi, cercetătorii ETH au investigat cât de des pot prelua o genă de rezistență naturală în timpul propagării. fagii dintr-o bacterie din rețeaua generată. Frecvența de absorbție a variat de la 1 la 100 de particule la 1 la 10 milioane.
Aceste diferențe enorme se datorează diferitelor cicluri de viață și enzimelor pe care virușii le folosesc pentru a-și împacheta materialul genetic. „Unele sunt „mai predispuse la erori” decât altele, ceea ce înseamnă că tind să includă material genetic bacterian în pachet”, explică Gómez-Sanz. Dacă, în plus, aceste tipuri de fagi au o gamă largă de gazde, riscul unui transfer este și mai mare.
Așa cum subliniază autorii, rezultatele studiului sunt semnificative și în ceea ce privește combaterea bacteriilor patogene la om. folosind fagi. Descoperirea că fagii pot avea o gamă largă de gazde ar trebui considerată pozitivă. Acest lucru facilitează utilizarea lor împotriva numeroaselor bacterii diferite.
Cu toate acestea, atunci când utilizați fagi în medicină, trebuie să aveți grijă ca aceștia să nu acționeze în plus ca vectori ai genelor de rezistență la antibiotice. Prin urmare, este important să ne asigurăm că fagii utilizați în medicină au un mecanism de propagare care funcționează cât mai impecabil posibil.
Comentarii:
Adauga Comentariu