Бактерии создают «динамические дуэты» защиты от вирусов

Ученые из Университета Саутгемптона обнаружили, что бактерии могут объединять свои защитные системы в пары, создавая мощную силу для борьбы с атаками бактериофагов. Понимание этой реакции — важный шаг в борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам.

Исследование показывает, что внутри бактериальной клетки различные защитные системы формируют партнерства и объединяют усилия для эффективного противодействия вирусным угрозам. Результаты опубликованы в журнале Cell Host & Microbe.

Бактериофаги можно считать «хорошими парнями» мира вирусов. Эти похожие на пауков микроскопические организмы могут убивать вредные бактерии, не затрагивая полезную микрофлору. Понимание защиты бактерий от фагов критически важно для разработки методов использования вирусов в борьбе с инфекциями как альтернативы антибиотикам.

Ведущий автор исследования, доктор Франклин Нобрега, поясняет: «Мы привыкли думать о бактериальной защите как о соло-акте, но оказалось, что это больше похоже на систему напарников. "Динамический дуэт" защитных систем объединяет свои силы, чтобы дать более мощный ответ, потенциально спасая клетку от уничтожения».

Ученые проанализировали существующие наборы данных, чтобы найти закономерности парных защитных систем в геномах примерно 42 000 бактерий, включая E. coli. Они искали пары, встречающиеся чаще, чем можно было бы ожидать случайно. Затем часть систем была протестирована в лаборатории на предмет усиленного противовирусного иммунитета и, что ключевое, синергии — защитного эффекта, более мощного, чем сумма эффектов отдельных систем.

Дальнейшие испытания позволили впервые увидеть, как партнерство между системами основано на том, что одна система использует функцию другой для повышения своей активности. Вместе они оказывают более надежный эффект, чем по отдельности.

Устойчивость к противомикробным препаратам (УПП) признана ВОЗ одной из десяти главных угроз глобальному здравоохранению. Фаги могут стать одним из способов борьбы с УПП благодаря их способности избирательно уничтожать вредные бактерии, не затрагивая «хорошие».

Доктор Нобрега отмечает: «Фаги уже используются как терапия последнего резерва при устойчивых к антибиотикам инфекциях. Но, углубляясь в то, как бактерии защищаются от этих фагов, мы можем усилить наши стратегии, чтобы сделать их еще более эффективными в уничтожении бактериальных клеток».

Это исследование дополнит усилия по разработке фаговой терапии через такие инициативы, как The Phage Collection Project и KlebPhaCol.