Вернуться на главную страницу
Изменённые вирусы могут прийти на смену антибиотикам
Бактериальные инфекции всё еще представляют собой большую угрозу для человеческих жизней. Положение ухудшает то, что каталог действенных антибиотиков сужается в связи с тем, что бактерии вырабатывают к ним устойчивость. Мульти-резистентные организмы на подъёме и много кто предрекает печальное будущее, если мы ничего не предпримем.
Один из путей борьбы, предположительно - искусственное создание бактериофагов, которые инфицируют бактерий. Два недавних исследования в журнале Nature Biotechnology предлагают альтернативу традиционно используемым низкомолекулярным лекарствам - антибиотикам.
Все живые существа приспособились к выживанию с помощью как врождённого иммунитета, который, например, ограничивает попадание в организм всех веществ определённого размера и свойств, так и приобретённого, который распознаёт чужеродные молекулы - белки и ДНК и затем уничтожает их.
У бактерий, к примеру, есть целое семейство белков, которые узнают и специфично разрезают чужие ДНК. Они различают свой и «вражеский» геномы.
У позвоночных более сложная система, называемая адаптивным иммунитетом, когда специальные клетки могут запоминать «чужаков» и затем подготовиться к следующему вторжению, наработав антитела. На последнем принципе построены вакцины.
До недавнего времени учёные считали, что бактерии слишком просты, чтобы обладать каким-либо адаптивным иммунитетом. Но в 2007 г. группа учёных обнаружила, что группы бактерий, используемые в производстве сыров и йогуртов, можно «вакцинировать», заразив их вирусом. При этом были замечены совпадающие участки в геномах бактерий и вирусов, их заражающих. Эти повторы, названные CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats), можно интерпретировать как аналогичные рецепторы антигенов у позвоночных.
В 2012 г. немецкая команда расшифровала CRISPR и показала механизм превращения вирусной ДНК в короткие отрезки РНК, которые направляют белковый комплекс Cas9 к местам разреза этой вирусной ДНК. Помимо того, что это интересное наблюдение - его можно использовать в нужных нам целях. Например, «приказать» комплексу CRISPR-Cas9 вырезать из генома любой ген.
Недавно две группы из Массачусетского Института Технологий и Университета Рокфеллера предложили прототип системы, которая превращает защитные механизмы бактерий в оружие против самих себя. Оно позволяет с помощью вирусов внедрить в бактерию её собственные жизненно важные гены, помеченные как чужеродные, вследствие чего комплекс CRISPR-Cas9 будет разрезать как вирусную, так и бактериальную ДНК, приводя к гибели бактериальную клетку-хозяина.
Таким образом можно бороться и с антибиотико-резистентными штаммами, лишая их таких свойств. Исследования находятся на стадии разработки и еще не перешли в стадию клинических исследований.
Электроная микрофотография бактерии с прикрепленными на ее поверхности бактериофагами.
По материалам Phys.org
