S obzirom na rasprostranjenost bakterija otpornih na lekove širom sveta, istraživačka zajednica je u potrazi za alternativnim pristupima baktericidnom lečenju. U nedavnoj studiji, japanski istraživači su sada uporedili enzime dobijene od bakteriofaga za borbu protiv bakterija otpornih na lekove.
Ispitivanje T1-spanina je pokazalo da pokazuje superiornu baktericidnu aktivnost protiv različitih sojeva, uključujući E.coli. Štaviše, nova tehnologija zasnovana na fagovima efikasno isporučuje T1-spanin gene u ciljne bakterije. Ovaj proboj obećava razvoj inovativnih antimikrobnih agenasa u budućnosti.
U nedavnoj prošlosti, globalni napori su bili fokusirani na suočavanje sa nastalim zdravstvenim rizicima bez presedana, poput onih koje predstavlja pandemija COVID-19. Bez obzira na to, kontinuirana prevalencija bakterija otpornih na lekove predstavlja još veću pretnju globalnom javnom zdravlju. Na primer, samo u 2019. bakterije otporne na lekove bile su odgovorne za oko 1,27 miliona godišnjih smrtnih slučajeva širom sveta.
Sojevi otporni na antibiotike sada oduzimaju više života godišnje nego HIV i malarija zajedno. Sada, dok opasnost od bakterija otpornih na antibiotike nastavlja da muči zdravstveni sistem, alternativni pristupi lečenju, kao što je terapija bakteriofagom, su se pojavili kao potencijalne opcije lečenja.
Bakteriofagi, koji se takođe nazivaju „fagi“, su virusi koji specifično ciljaju i uništavaju bakterije, uključujući i one koje su stekle otpornost na antibiotike. Ono što neke fage čini posebno efikasnim je prisustvo specijalizovanih enzima, koje koriste na različite načine da ciljaju i ubiju bakterije.
Litički enzim izveden iz faga je jedan takav tip enzima, koji može da razbije i ubije bakterije iznutra. Naučnici su sada naučili da iskoriste moć ovih enzima kroz terapiju bakteriofaga, nudeći obećavajući pristup za ciljanje patogena otpornih na lekove sa visokom preciznošću i efikasnošću.
Da bi dalje istražili i poboljšali ovaj pristup, grupa istraživača iz Japana, predvođena Satošijem Cunedom i Kotaro Kigom, sprovela je studiju koja istražuje jedinstvena svojstva faga T1, fokusirajući se na pokušaj da se razume mehanizam dejstva faga. Nalazi ove studije objavljeni su u BioDesign Research 8. januara 2024. i rasvetlili su potencijalnu ulogu T1 faga u poboljšanju terapije bakteriofaga za borbu protiv patogena otpornih na lekove.
Istraživači su prvo uporedili enzime dobijene iz T1 faga sa onima iz T7 faga. Analizirali su endolizine, holine i spanine da bi procenili njihovu sposobnost da ubijaju bakterije. Poznato je da endolizini razgrađuju ćelijski zid bakterije iznutra, uzrokujući da se ćelija otvori. Oni rade zajedno sa holinima da regulišu svoju aktivnost.
„Holini deluju tako što probijaju unutrašnju membranu bakterija kroz oligomerizaciju, uz pomoć transmembranskog domena. Španci, s druge strane, deluju tako što posreduju u fuziji između spoljašnje i unutrašnje membrane“, objasnio je prof. Cuneda.
Španci takođe pomažu u razbijanju ćelijske membrane bakterija. Istraživači su otkrili da su među ispitivanim enzimima oni koji su izvedeni iz T1 faga bili najefikasniji u ubijanju bakterija.
Posebno se istakao T1-spanin. Kada napadaju bakterije, virusi otimaju unutrašnju DNK mašineriju bakterija, koristeći je da prave svoje kopije, slično mehanizmu koji se primećuje kod ljudi. Kada se napravi dovoljno kopija unutar bakterije, ćelija se otvara, oslobađajući novoformirane virusne čestice u okolinu. Španci, poput T1-spanina, igraju važnu ulogu u ovom procesu, jer pomažu u razbijanju ćelijske membrane bakterije, olakšavajući oslobađanje virusnih čestica.
Enzim T1-spanin pokazao je izuzetnu sposobnost da prodre u spoljašnju odbranu skoro 120 različitih bakterijskih sojeva. Koristeći inovativnu strategiju, istraživači su razvili novi pristup za direktno uvođenje T1-spanin gena u ciljne bakterije. Ovo je uključivalo integraciju gena T1-spanin u ljusku virusa šablona.
Profesor Cuneda kaže: „Za razliku od prirodnih bakteriofaga, ovaj sintetički virus nije u stanju da se reprodukuje, a korišćenjem sintetičkog virusa umesto bakteriofaga direktno, uspeli smo da smanjimo rizik od kontaminacije životne sredine ili bilo kakvih štetnih efekata.“
Zbog široke primenljivosti T1-spanina, metod koji su razvili istraživači u ovoj studiji može se koristiti za efikasno ciljanje širokog spektra bakterija, što se razlikuje od tradicionalnih pristupa. Iako je možda teško zamisliti kako nešto tako malo poput enzima dobijenog od virusa može napraviti razliku u opasnosti od bakterija otpornih na antibiotike, ova studija nam pokazuje tračak nade. On sugeriše kako inovativne strategije na molekularnom nivou mogu pomoći u rešavanju najhitnijih izazova u globalnom javnom zdravlju, ilustrujući potencijal novih strategija za borbu protiv patogena otpornih na lekove i unapređenje razvoja terapijskih intervencija.
