Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН нашли бактериофаг, разрушающий бактерию Klebsiella pneumoniae, которая вызывает пневмонию, менингит и сепсис, часто служит причиной внутрибольничных инфекций и не поддается лечению антибиотиками. Статья об этом опубликована в журнале Viruses.
Бактериофаг KlebP_265, лизирующий вокруг себя Klebsiella pneumoniae
Поскольку большинство бактерий становятся устойчивыми к антибиотикам, ученые ищут новые способы борьбы с ними. Одно из возможных решений — бактериофаги, то есть вирусы, заражающие бактерии. Бактериофаг разрушает полисахаридную капсулу — плотную оболочку бактерии, которая обычно не дает антибиотикам проникнуть внутрь. Без этой оболочки становится проще справиться с инфекцией, поэтому сейчас бактериофаги рассматриваются как альтернатива или дополнение к антибиотикам.
Ученые обнаружили бактериофаг KlebP_265 у пациентов с пневмонией. Они собрали мокроту больных: в ней содержались не только опасные бактерии, но и бактериофаги, которые на них обычно охотятся. Образец, содержащий колонии опасной бактерии Klebsiella pneumoniae, поместили на агар (питательное желе для микробов). Ученые добились, чтобы бактерия покрыла поверхность агара сплошным слоем, а затем следили за изменениями. Если там были бактериофаги, то через несколько часов на поверхности агара должны появиться прозрачные «лунки» — это бактериофаг размножился и уничтожил бактерии вокруг себя, словно выгрыз дыры в микробном «ковре».
Затем эксперименты по изучению эффективности найденного бактериофага KlebP_265 провели на мышах, зараженных смертельной дозой бактерии Klebsiella pneumoniae. Воздействие бактериофага состояло из нескольких этапов. При помощи специальных рецепторов бактериофаг нашел бактерию и присоединился к ней. Затем проткнул плотную полисахаридную защиту клетки «хвостом» и впрыснул свою ДНК. Так «добрый вирус» размножился внутри клетки, после чего та лопнула и выпустила новые фаги. Сами бактериофаги неопасны для организма и бесследно выводятся печенью. По итогам эксперимента в контрольной группе (без введения бактериофага) все мыши погибли из-за инфекции. В опытной группе, получившей фаговую терапию, выжили 100 % животных.
Однако у бактериофагов есть слабое место: бактерии могут вырабатывать устойчивость и к ним. В таком случае используют не один бактериофаг, а два или три сразу. Это называется «фаговый коктейль».
«Это очень хорошая ситуация, когда на один штамм инфекции в коллекции находится два или три “добрых вируса”. Их просто можно смешать и лечить пациента этим коктейлем, тогда вероятность резистентности снизится. Но бактериофаги обязательно должны быть разными. Мы даже наблюдали ситуации, когда бактериофаг смешивали с антибиотиком, тогда у бактерии менялся метаболизм, и она становилась чувствительна к антибиотикам», — отмечает старший научный сотрудник лаборатории молекулярной микробиологии ИХБФМ СО РАН кандидат биологических наук Вера Витальевна Морозова.
Сейчас исследователи работают над тем, чтобы появилась возможность перейти к клиническим исследованиям и дальнейшей регистрации препарата.
Подготовили студентки отделения журналистики Гуманитарного института Новосибирского государственного университета Марина Смолянинова и Дарья Обгольц для спецпроекта «Мастерская “Науки в Сибири”»
Фото авторов
