Борьба с бактериями с помощью вирусов

Исследование, опубликованное в PLOS Pathogens, показывает, как вирусы-бактериофаги разрушают бактерию Clostridium difficile (C. diff), которая становится серьёзной проблемой в больницах из-за устойчивости к антибиотикам. Работа учёных из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) может привести к новому способу борьбы с этой и другими бактериями.

C. diff инфекции, потенциально смертельные, сейчас сложно лечить. Решением может быть использование бактериофагов — вирусов, заражающих только бактерии. Они захватывают клеточный аппарат бактерии для создания своих копий, а затем начинают разрушать её клеточную стенку. Когда стенка разрушается, клетка взрывается из-за внутреннего давления, высвобождая новые вирусы.

Чтобы использовать бактериофаги для терапии, нужно знать, как именно их ферменты-«машины разрушения», эндолизины, активируются.

«Эти ферменты переключаются из напряжённой, вытянутой формы, где две молекулы эндолизина соединены, в расслабленное состояние, где они лежат бок о бок, — объясняет Мэтью Данн. — Это переключение высвобождает активный фермент, который начинает разрушать клеточную стенку».

Мейерс и коллеги обнаружили этот переключатель из «режима ожидания» в «режим разрушения», определив трёхмерную структуру эндолизинов с помощью рентгеновской кристаллографии и малоуглового рентгеновского рассеяния (SAXS) в Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY). Они сравнили структуры эндолизинов от двух разных бактериофагов, поражающих разные виды Clostridium: один — C. diff, другой — бактерию, вызывающую дефекты при созревании сыра.

Учёные обнаружили, что оба эндолизина используют общий механизм активации, несмотря на разное происхождение. Это указывает, что переключение между напряжённой и расслабленной формами фермента, вероятно, является широко распространённой тактикой. Её можно использовать, чтобы превратить другие вирусы в союзников в борьбе с устойчивыми к антибиотикам бактериями.

Работа выполнена в сотрудничестве с лабораторией Арьяна Нарбада в Институте исследований пищи (Норвич, Великобритания), где тестировали, как инженерные мутации в эндолизинах влияют на их способность разрушать клеточную стенку.