O bibliotecă de virusuri care ucid bacteriile: puterea bacteriofagilor împotriva infecțiilor rezistente
În corpul uman trăiesc aproximativ 38 de trilioane de bacterii, iar doar o mică parte dintre ele sunt dăunătoare. Totuși, cele nocive pot provoca boli grave, mai ales când dezvoltă rezistență la antibiotice. Pentru a combate acest fenomen, cercetătorii se îndreaptă spre un tip de virus prezent în natură care infectează exclusiv bacteriile: bacteriofagii, sau pe scurt „fagii”.
O echipă de la University of Colorado Anschutz School of Medicine a petrecut ultimii 15 ani compilând o bibliotecă de fagi menită să țintească bacteriile deosebit de persistente care trăiesc în mod natural în intestine. „Fagii au fost folosiți de-a lungul deceniilor ca instrumente pentru înțelegerea biologiei moleculare, dar a existat o renaștere a interesului pentru ei din cauza incidenței tot mai mari a infecțiilor bacteriene rezistente la antibiotice”, spune Breck Duerkop, profesor asociat în Departamentul de Imunologie și Microbiologie. „Putem izola virusuri împotriva infecțiilor greu de tratat, iar unele dintre aceste virusuri vor ucide bacteriile foarte ușor.”
Cum acționează virusurile și cum sunt izolate
La fel ca celulele umane, celulele bacteriene pot fi infectate de virusuri. Aproape toate bacteriile au virusuri care le infectează, astfel că fagii se găsesc practic în orice mediu în care trăiesc bacterii. Virusurile nu sunt considerate în general ființe vii, dar conțin material genetic (ADN sau ARN) și pot folosi celulele gazdă pentru a se replica.
Fagii pot perfora pereții celulari și injecta material genetic direct în celulele bacteriene. Este important că fagii nu pot infecta celulele umane, dar pot produce daune similare în interiorul celulelor bacteriene.
Grupul de cercetare al lui Duerkop găsește și izolează fagi pentru a studia modul în care ucid bacteriile, cum pot deveni bacteriile rezistente la ei și cum pot fi combinați fagii cu medicamente aprobate pentru tratarea infecțiilor bacteriene grave. Cercetătorii sunt interesați în special de bacteriile rezistente la tratament, studiind cu precădere Enterococcus faecalis și Enterococcus faecium, două specii bacteriene înalt rezistente la medicamente care trăiesc în mod normal în intestinul uman fără a provoca probleme, dar care pot cauza infecții severe, mai ales la persoanele cu imunitate compromisă. Alte bacterii rezistente la antibiotice, inclusiv agenți patogeni emergenți precum Enterobacter hormaechei și Klebsiella oxytoca, au stârnit de asemenea interesul echipei.
Pentru a găsi fagii potriviți, echipa colectează virusuri din ape uzate netratate, care conțin aceste bacterii și alte tipuri ce alcătuiesc microbiomul intestinal. După expunerea bacteriilor țintă la apa uzată, cercetătorii cresc bacteriile pe plăci de agar. Așteaptă apoi puțin timp și extrag fagii direct din plăcile rotunde care se formează în culturile bacteriene. Ulterior, echipa folosește o centrifuguă pentru a purifica probele de fagi și îi depozitează în soluții tampon la frigider, unde sunt stabili și au termene de valabilitate lungi.
Duerkop spune că își propune să aibă la îndemână o varietate de fagi care pot infecta bacteriile de interes. Echipa sa are în prezent peste 30 de virusuri diferite care infectează bacteriile enterococice și aproximativ 15 până la 20 care infectează Enterobacter și Klebsiella. „Ideea generării unei biblioteci este că vrei să ai diversitate”, spune Duerkop. „Nu fiecare fag infectează fiecare tip de bacterie. Sunt foarte specifici.”
Un tratament promițător pentru infecții
Fagii s-au dovedit promițători ca tratament pentru aceste tipuri de infecții. Pot fi combinați cu antibiotice standard și administrați oral sau direct în fluxul sanguin printr-o perfuzie intravenoasă, mai ales dacă pacientul are o infecție sanguină (septicemie). Fagii au fost folosiți chiar și topic pentru tratarea arsurilor infectate și a altor leziuni ale pielii.
Fagii nu sunt un remediu universal, iar bacteriile pot dezvolta rezistență la fagii înșiși, dar pot fi o opțiune eficientă atunci când antibioticele tradiționale nu funcționează singure.
Duerkop spune că infecțiile bacteriene rezistente la antibiotice nu vor dispărea prea curând, așa că este esențial să se continue cercetarea a ceea ce pot face fagii. „Este imperativ să explorăm modalități creative de a folosi fagii în combinație cu antibioticele pentru a ținti bacteriile rezistente la antibiotice”, spune Duerkop. „Abia începem să zgâriem suprafața diversității fagilor care au potențial terapeutic. Continuând să studiem biologia acestor fagi, avem de câștigat mai multe cunoștințe despre lumea naturală și despre rolul fagilor în ea.”
