Бактериофаги против внутрибольничных инфекций

Российские ученые выделили и охарактеризовали два новых бактериальных вируса, действие которых направлено на уничтожение антибиотикоустойчивых бактерий Acinetobacter baumannii, вызывающих вспышки инфекции в лечебных учреждениях. Результаты работы опубликованы в журнале Viruses, кратко об исследовании сообщает пресс-релиз Московского физико-технического института.

Знал бы, где упасть, соломки б подстелил

Проблема внутрибольничных, или нозокомиальных, инфекций является одной из важнейших для современного здравоохранения. Во многих странах наблюдается рост инфекционной заболеваемости в стационарах лечебных учреждений, что существенным образом связано с распространением штаммов микроорганизмов, устойчивых к различным антибактериальным препаратам.

На сегодняшний день благодаря высокому уровню и широкому спектру природной и приобретенной резистентности к различным антибиотикам представитель бактерий рода ацинетобактер – Acinetobacter baumannii – является одним из наиболее значимых возбудителей во всем мире.

В отделениях реанимации и интенсивной терапии, а также в ожоговых отделениях данный микроорганизм может явиться причиной развития разнообразных инфекционных осложнений: от госпитальной пневмонии до абсцессов мозга.

Эта бактерия обладает механизмами, обеспечивающими устойчивость к подавляющему большинству антибиотиков, к дезинфицирующим средствам, высушиванию, ультрафиолетовому облучению. Ее патогенность обусловлена суммарным действием целого ряда факторов, одним из которых являются капсулярные полисахариды – поверхностные структуры, формирующие толстый защитный слой (капсулу) вокруг бактериальной клетки.

Все новое – хорошо забытое старое

Естественным природным противником бактерий являются вирусы. Свойство определенных штаммов вирусов заражать и убивать специфичные виды бактерий - причину разнообразных инфекций, исследовали ещё в начале XX века. Бактериофаги были открыты в 1915 году британским микробиологом Фредериком Туортом и в 1917 году канадским сотрудником института Пастера в Париже – Феликсом д’Эррелем. Появление антибиотиков позволило надолго забыть данное направление исследований. С появлением мультирезистентных, устойчивых ко многим антибиотикам бактериальных штаммов, поиск других способов борьбы с инфекциями стал вновь актуальным. Микробиологи вновь вернулись к исследованию вирусов, называемых бактериофагами или фагами, как к альтернативе в качестве препаратов от бактериальных заболеваний.

Ученые исследовали литические бактериофаги, то есть такие, которые после заражения бактериальной клетки и периода размножения быстро разрушают бактерию, освобождая свое потомство. Использование данных фагов, а также ферментов и белков, закодированных в их генетическом материале, является одним из возможных подходов для решения проблемы распространения антибиотикоустойчивых штаммов A. baumannii и других видов бактерий.

Литический цикл развития вируса: 1-2 - введение вирусной ДНК в бактериальную клетку, модификация жизнедеятельности бактерии; 3 - репликация фаговой ДНК и синтез вирусных белков; 4 - образование зрелых вирусных частиц; 5 - лизис (растворение) бактериальной клетки, выход новых фаговых частиц.

Литические фаги не влияют на нормальную микрофлору, соответственно, не вызывают развития дисбактериозных процессов; бактериофаги способны увеличивать свою численность до тех пор, пока не будут уничтожены все чувствительные к ним бактериальные клетки. Вирусы можно использовать наряду с другими антибактериальными агентами, в том числе для борьбы с множественно-устойчивыми микроорганизмами.

В исследовании двух новых бактериальных вирусов, cпецифически инфицирующих A. baumannii, участвовали ученые из МФТИ, Института антимикробной химиотерапии Смоленского медуниверситета, Государственного научного центра прикладной микробиологии и биотехнологии, Института молекулярной генетики и биологии гена РАН, Сколтеха, Института биоорганической химии им. Шемякина-Овчинникова, Санкт-Петербургского медуниверситета. Работа велась под руководством Сергея Леонова, директора Физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ и Константина Северинова, профессора Сколтеха.

О результатах работы сообщает Анастасия Попова, сотрудник лаборатории разработки инновационных лекарственных средств и агробиотехнологий Центра живых систем МФТИ: «В данной работе были выделены и охарактеризованы два новых бактериофага vB_AbaP_AS11 и vB_AbaP_AS12 (AS11 и AS12), которые были отненсены к роду Fri1virus, подсемейству Autographivirinae семейства Podoviridae. Литическая активность бактериофагов была протестирована на 100 клинических антибиотикоустойчивых изолятах A. baumannii из 53 больниц и 32 городов России и Беларуси. Было отмечено, что для данных бактериальных вирусов характерны быстрая адсорбция к бактериальной клетке-хозяину и высокий выход фагового потомства в расчете на одну инфицированную бактериальную клетку. Была изучена организация генетического материала (геномов) AS11 и AS12 и описана стратегия взаимодействия вирусов с бактериальными клетками».