Бактеріальні стан спокою — це стратегія виживання у відповідь на стресовий вплив антибіотиків, які пацієнт приймає для лікування. Сплячі клітини стають толерантними до антибіотиків і гинуть повільніше, а іноді й виживають. Це називається «толерантністю до антибіотиків», яка відрізняється від стійкості до антибіотиків бактерії ростуть у присутності антибіотиків. Хронічні або рецидивуючі інфекції пояснюються толерантністю до антибіотиків, для якої не існує ефективного лікування. Фагова терапія вже давно розглядається, але сплячі бактеріальні клітини не реагують і не піддаються відомим бактеріофагам. Вчені ETH Zurich ідентифікували новий бактеріофаг, який унікально реплікується на глибоких стаціонарних культурах Pseudomonas aeruginosa. Цей бактеріофаг під назвою «Паріде» може вбивати P. aeruginosa, що знаходиться в стані глибокого спокою, шляхом прямої літичної реплікації. Цікаво, що цей новий фаг зменшив бактеріальне навантаження завдяки синергії фаг-антибіотик, коли до культур додавали антибіотик меропенем. 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.
Більшість бактерій на Землі знаходяться в стані спокою зі зниженою метаболічною активністю або в абсолютно неактивній формі спор. Такий бактеріальний клітини можна легко реанімувати, коли необхідні поживні речовини та молекули стають доступними.
Бактеріальні стан спокою або бездіяльність — це стратегія виживання у відповідь на стресові зовнішні умови навколишнього середовища, такі як голодування або вплив антибіотиків, які пацієнт приймає для лікування. Пізніше сплячі клітини стають толерантними до антибіотиків, оскільки клітинні процеси, націлені антибіотиками на знищення бактерії відхилені. Це явище називається "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.
Фаготерапія із залученням бактеріофагів або фагів (тобто віруси що передують бактерії), давно розглядається як засіб для лікування хронічних інфекцій у сплячому або неактивному стані бактерії однак цей підхід працює, коли хост бактеріальний клітини переживають ріст. Сплячий або неактивний бактеріальний однак клітини не реагують і не сприймають бактеріофагів, які або уникають адсорбції на бактеріальний клітинних поверхонь або зимують у сплячих клітинах до реанімації.
Відомі бактеріофаги не мають здатності інфікувати стійкі до антибіотиків, глибоко сплячі або неактивні бактерії. Вважалося, що враховуючи різноманітність, у природі можуть існувати фаги зі здатністю інфікувати сплячі клітини. Зараз дослідники вперше ідентифікували один такий новий бактеріофаг.
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
***
