Вирусы против устойчивых к лекарствам инфекций

Ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего рассматривают определенные вирусы — бактериофаги — как потенциальных союзников в борьбе с растущей угрозой бактериальных инфекций. Бактериофаги, или «фаги», — самые многочисленные организмы на планете.

Эволюционная гонка вооружений

Использование фагов для лечения бактериальных инфекций имеет давнюю традицию, но было отодвинуто на второй план с началом «Золотого века антибиотиков» после 1945 года. Сегодня традиционные антибиотики становятся все менее эффективными. Устойчивые к лекарствам бактериальные инфекции стали причиной примерно 1 миллиона смертей ежегодно с 1990 по 2021 год, и прогнозируется, что к 2050 году они приведут почти к 40 миллионам смертей. Исследователи вновь обращаются к фаговой терапии.

Режим скрытности

Современные исследования сосредоточены на «гигантских фагах» (jumbo phages), которые крупнее коронавируса. Благодаря передовым технологиям визуализации, таким как крио-электронная микроскопия (cryo-EM) и крио-электронная томография (cryo-ET), ученые смогли изучить их биологические функции.

В 2022 году исследователи обнаружили, что гигантские фаги имеют защищенный отсек, похожий на ядро человеческих клеток. Он образован белком «хималлин» и защищает ключевой генетический материал вируса. Все это семейство фагов было названо хималливирусами.

Недавно было обнаружено, что хималливирусы также создают внутри бактерий «стелс-структуру», которая служит механизмом маскировки, чтобы скрыть свою ДНК и избежать активации иммунной системы бактерий.

«Хималливирусы и их "странная биология" открывают совершенно новую эру, которая, как мы думаем, взорвет нашу способность создавать новые терапевтические инструменты», — говорит Элизабет Вилья, руководитель инициативы на $10 млн в Howard Hughes Medical Institute.

Правильный фаг

Ключевая задача — найти оптимальные гигантские фаги для борьбы с различными штаммами бактерий, включая Pseudomonas, Staphylococcus и E. coli. Исследователи надеются создать с помощью биоинженерии «дизайнерские фаги» с генетической полезной нагрузкой для доставки терапевтических средств.

«Вы не можете просто взять любой фаг с полки и бросить его на любую бактерию, как мы делали с пенициллином. Наша цель — создать фаги-дизайнеры с широким спектром хозяев», — говорит Джо Поглиано.

Эти открытия работают в унисон с Центром инновационных фаговых приложений и терапии Калифорнийского университета в Сан-Диего — первого в США центра фаговой терапии, ориентированного на клиническое применение.