Использование хищных бактерий в качестве «живого антибиотика»

Естественная хищная бактерия способна работать совместно с иммунной системой для очистки от устойчивых к множеству препаратов инфекций Shigella у рыбки данио-рерио, согласно исследованию, опубликованному в Current Biology.

Это первый случай успешного использования хищной бактерии Bdellovibrio bacteriovorus в качестве инъекционной антибактериальной терапии и важный шаг в борьбе с лекарственно-устойчивыми инфекциями, или «супербактериями».

Инфекция Shigella ежегодно вызывает более 160 миллионов заболеваний и более 1 миллиона смертей и является частой причиной «диареи путешественников». Случаи лекарственно-устойчивой Shigella также растут, поскольку, хотя диарея обычно проходит без лечения, антибиотики часто используются даже в легких случаях, чтобы быстрее остановить её. Устойчивость к антибиотикам побудила исследователей из Имперского колледжа Лондона и Ноттингемского университета искать в природной среде креативные решения этой проблемы.

Чтобы исследовать способность Bdellovibrio контролировать устойчивые к лекарствам грамотрицательные инфекции, исследователи ввели личинкам данио-рерио летальную дозу штамма Shigella flexneri M90T, устойчивого к антибиотикам стрептомицину и карбенициллину. Затем Bdellovibrio была введена в место инфекции личинок, и было отмечено снижение количества Shigella. В отсутствие Bdellovibrio рыбки данио-рерио не могли контролировать размножение Shigella, и уровень бактерий возрастал.

Доктор Серж Мостовски, соавтор исследования из Имперского колледжа Лондона, сказал: «Это исследование действительно показывает, насколько уникальна и интересна бактерия Bdellovibrio, поскольку она демонстрирует удивительную естественную синергию с иммунной системой и сохраняется ровно столько, сколько нужно, чтобы убить бактерии-жертвы, прежде чем быть естественным образом выведенной. Это важная веха в исследованиях по использованию живого антибиотика, который можно применять у животных и людей».

Bdellovibrio может инвазировать и убивать ряд грамотрицательных бактерий, таких как E. coli и Salmonella, в природной среде. Предыдущие исследования показали, что она может снижать количество патогенов в желудке цыплят при пероральном приёме, но существует растущая потребность в разработке методов лечения для борьбы с инфекциями в ранах и органах. Успешное использование Bdellovibrio подчеркивает её потенциал в борьбе с рядом устойчивых к лекарствам грамотрицательных бактериальных инфекций, которые могут развиваться у пациентов в больницах.

Профессор Лиз Соккетт, соавтор исследования из Ноттингемского университета, сказала: «Это было по-настоящему новаторское сотрудничество, которое показывает терапевтическую Bdellovibrio в действии внутри прозрачной живой рыбки данио-рерио. Хищническое действие Bdellovibrio разрушает клетки патогена Shigella, и это стимулирует белые кровяные клетки, удваивая их "усилия" против патогена и приводя к повышению выживаемости рыб-«пациентов»».

Примечательно, что Bdellovibrio также способна снижать патогенную нагрузку у иммунокомпрометированных личинок данио-рерио, лишённых белых кровяных клеток. Однако выживаемость значительно выше у иммунокомпетентных рыб, что показывает, что максимальная терапевтическая польза Bdellovibrio проистекает из её способности работать совместно с собственной иммунной системой хозяина.

Доктор Майкл Чью, советник по научному портфелю Wellcome, сказал: «Может быть необычно использовать одну бактерию, чтобы избавиться от другой, но в свете надвигающейся угрозы лекарственно-устойчивых инфекций потенциал полезных взаимодействий бактерий и животных нельзя упускать из виду. Мы всё больше полагаемся на антибиотики последней линии, и это инновационное исследование демонстрирует, как хищные бактерии могут стать важным дополнительным инструментом к лекарствам в борьбе с устойчивостью».