Бактеріальні dormancy is survival strategy in response to stressful exposure to antibiotics taken by a patient for treatment. The dormant cells become tolerant to antibiotics and are killed at slower rate and survive sometimes. This is called ‘antibiotic tolerance’ which is unlike antibiotic resistance when бактерії grow in the presence of antibiotics. Chronic or relapsing infections are attributed to antibiotic tolerance, for which there is no effective treatment. Phage therapy has long been considered but the dormant bacterial cells are non-responsive and refractory to known bacteriophages. Scientists of ETH Zurich have identified a new bacteriophage that uniquely replicates on deep stationary-phase cultures of Pseudomonas aeruginosa. Named ‘Paride’, this bacteriophage could kill deep-dormant P. aeruginosa by direct lytic replication. Interestingly, this novel phage reduced bacterial loads through phage-antibiotic synergy when meropenem antibiotic was added to cultures. Apparently, the novel phage could exploit weak spots in the physiology of dormant bacteria to overcome antibiotic tolerance. These weak spots could be targets of new treatment for chronic infections caused by dormant or inactive bacteria.
Most bacteria on Earth are in dormant state of reduced metabolic activity or in completely inactive form of spore. Such бактеріальний cells can be readily resuscitated when required nutrients and molecules become available.
Бактеріальні dormancy or inactivity is the survival strategy in response to stressful external environmental conditions like starvation or exposure to antibiotics taken by a patient for treatment. In later case, the dormant cells become tolerant to antibiotics because cellular processes targeted by the antibiotics to kill бактерії are turned down. This phenomenon is called ‘толерантність до антибіотиківУ цьому випадку бактерії гинуть повільніше, а іноді виживають (на відміну від антибіотикорезистентність коли бактерії ростуть у присутності антибіотиків). Хронічні або рецидивуючі інфекції пов’язані зі сплячими стійкими до антибіотиків бактеріальними клітинами, які часто називають «персистерами», для яких не існує ефективного лікування.
Phage therapy involving bacteriophages or phages (i.e., віруси що передують бактерії), has long been considered for treating chronic infections by dormant or inactive бактерії however this approach works when host бактеріальний cells are undergoing growth. The dormant or inactive бактеріальний cells, however, are non-responsive and refractory to the bacteriophages which either avoid adsorption to the бактеріальний cell surfaces or hibernate in the dormant cells until resuscitation.
Known bacteriophages do not have ability to infect antibiotic-tolerant, deep-dormant or inactive бактерії. It was thought that given diversity, phages with ability to infect dormant cells may exist in nature. Researchers have now identified one such novel bacteriophage for the first time.
У нещодавно опублікованому дослідженні вчені з ETH Zurich повідомляють про виділення нового бактеріофага, який унікально реплікується на глибоких культурах стаціонарної фази синьогнійної в лабораторії. Вони назвали цей бактеріофаг Паріде. Цей фаг може вбити глибоко сплячих P. aeruginosa шляхом прямої літичної реплікації. Цікаво, що цей новий фаг зменшив бактеріальне навантаження завдяки синергії фаг-антибіотик, коли антибіотик меропенем був доданий до P. aeruginosa-фагові культури.
Очевидно, новий фаг може використовувати слабкі місця у фізіології сплячих бактерій, щоб подолати толерантність до антибіотиків. Ці слабкі місця можуть бути мішенями нового лікування хронічних інфекцій, спричинених сплячими або неактивними бактеріями.
***
Посилання:
- Maffei, E., Woischnig, AK., Burkolter, MR та ін. Phage Paride може вбивати сплячі, стійкі до антибіотиків клітини Pseudomonas aeruginosa шляхом прямої літичної реплікації. Nat Commun 15, 175 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-023-44157-3
***
