Dok otpornost bakterija na antibiotike postaje sve veći zdravstveni problem, znanstvenici istražuju i druge načine borbe protiv bakterijskih infekcija. Jedan od mogućih saveznika mogli bi biti bakteriofagi, virusi koji napadaju bakterije, ali ne i ljudske stanice.

Novo istraživanje objavljeno u časopisu Nature Microbiology otkrilo je zanimljiv mehanizam koji nekim bakteriofagima omogućuje brzu prilagodbu. Zahvaljujući izrazito promjenjivim dijelovima svojeg genoma mogu stvarati genetski raznolike potomke, čime povećavaju vjerojatnost da će barem neke njihove varijante uspjeti zaobići obranu bakterija.

Ovo bi otkriće moglo pomoći znanstvenicima da bolje razumiju odnos bakterija i njihovih virusa, ali i otvoriti nove mogućnosti za razvoj fagoterapije u vrijeme kada su neke bakterijske infekcije sve otpornije na postojeće antibiotike.

Bakterije se mogu obraniti, ali bakteriofagi se prilagođavaju

Bakteriofagi se vežu za bakterijsku stanicu i u nju ubacuju svoj genetski materijal. Potom koriste njezine mehanizme za stvaranje novih virusnih čestica, što na kraju može dovesti do uništenja bakterijske stanice. No, bakterije nisu bespomoćne. Kao što mogu razviti otpornost na antibiotike, mogu razviti i različite obrambene mehanizme protiv bakteriofaga.

Bolesti desni često počinju neprimjetno. Stomatologinja otkriva kako ih prepoznati i spriječiti ozbiljnije posljedice

Upravo je takav odnos proučavao tim sa Sveučilišta Michigan State. Znanstvenici su istraživali bakteriofag T2 koji napada Escherichiju coli te pratili što se događa kada bakterija dobije obrambeni sustav sposoban prepoznati i uništiti virusnu DNK. Obrana bakterije u početku je djelovala, ali bakteriofagi su je nakon nekoliko sati počeli svladavati. Analiza njihova genetskog materijala otkrila je kako im to uspijeva.

Otkrili dijelove genoma koji mutiraju tisućama puta brže

Istraživači su pronašli posebna područja genoma sklona vrlo čestim promjenama. Zahvaljujući njima ne nastaje samo mnoštvo gotovo identičnih bakteriofaga, već populacija koja sadrži različite genetske varijante. Takva raznolikost predstavlja veliku prednost u evolucijskoj utrci s bakterijama. Ako bakterijska obrana uspije zaustaviti jednu varijantu virusa, druga može imati promjenu koja joj omogućuje da tu prepreku zaobiđe.

Posebno su zanimljive bile promjene povezane s genom agt i ponavljajućim dijelom DNK koji je izrazito sklon mutacijama. Istraživači su utvrdili da se takve regije mogu mijenjati tisućama puta brže od ostatka genoma bakteriofaga. Sličan mehanizam pronađen je i kod bakteriofaga T4, a ponavljajuće sekvence DNK zabilježene su i kod drugih bakteriofaga koji napadaju E. coli. To upućuje na mogućnost da takav način prilagodbe nije ograničen samo na jedan virus.

Mogući novi trag u borbi protiv otpornosti na antibiotike

Bakteriofagi se kao potencijalno liječenje bakterijskih infekcija istražuju već dugo. Fagoterapija se primjenjivala još početkom 20. stoljeća, prije nego što su antibiotici preuzeli glavnu ulogu u liječenju bakterijskih bolesti.

Danas se zanimanje za nju ponovno povećava upravo zbog antimikrobne rezistencije. Jedna od prednosti bakteriofaga jest njihova specifičnost. Pojedini fagovi mogu napadati određene bakterije, dok antibiotici mogu djelovati i na druge bakterije u organizmu.

Treba vam lijek dok ste na odmoru u drugoj zemlji EU-a? Evo što trebate znati o receptima i povratu novca

Ipak, postoji važna prepreka. Bakterije mogu razviti otpornost i na bakteriofage, zbog čega određeni fag s vremenom može izgubiti učinkovitost.

Novo istraživanje ne znači da je pronađen novi lijek protiv superbakterija. Umjesto toga, otkriva jedan od načina na koji se bakteriofagi prirodno prilagođavaju obrani svojih domaćina. Ako znanstvenici uspiju bolje razumjeti i iskoristiti takve evolucijske mehanizme, oni bi u budućnosti mogli pomoći u razvoju učinkovitijih fagoterapija protiv bakterijskih infekcija koje je sve teže liječiti antibioticima.