Устойчивые к антибиотикам бактерии, такие как ExPEC ST131, могут колонизировать кишечник человека, не провоцируя заболевания. Однако способны заражать другие органы. Так, они связаны с инфекциями мочевыводящих путей, головного мозга, брюшины, периферических органов, крови и внутренних устройств, таких как мочевые катетеры, питательные трубки и раневые дренажи.
Исследователи из Медицинского колледжа Бейлора определили новую стратегию, которая устраняет бактерии, прежде чем они вызовут инфекцию. Метод использует бактериофаги, которые способны располагаться близко к микроорганизмам в желудочно-кишечном тракте — это облегчает атаку и последующее уничтожение бактерий. Подробности работы опубликованы в журнале mBio.
Команда выяснила, что в кишечнике млекопитающих присутствует соединение, которое препятствует фагам разрушать бактерии. Его идентифицировали как муцины — липкие белки, образующие слой между эпителиоцитами кишечника и слоем микроорганизмов.
Затем ученые проверили человеческие сточные воды и фекалии животных на наличие бактериофагов с уникальными свойствами, которые поддерживают способность уничтожать бактерии в присутствии муцинов. Так они обнаружили новый фаг под названием ES17: он связывается с муцинами и потому может уничтожать бактерии в богатых соединением средах. Дальнейшие исследования показали, что ES17 связывается с определенными молекулами, называемыми гепарансульфатом, которые можно найти не только в муцинах, но и на поверхности различных типов клеток, включая эпителиальные.
Это побудило исследователей выяснить, будет ли связывание гепарансульфата с эпителиальными клетками помогать ES17 нацеливаться и уничтожать бактерии в кишечной среде. Биологи проверили влияние фага ES17 на его бактериального хозяина ExPEC в кишечнике мыши и сравнили с влиянием фагов, которые не способны инфицировать хозяина в сложных условиях.
«Мы обнаружили, что только ES17 обладает уникальной способностью нацеливаться и устранять бактерии на животных моделях», — рассказала доктор Сабрина Грин, автор работы. Исследователи предполагают, что бактериофаги способны делать это до того, как микроорганизмы заражают органы.
«Мы предвидим, что позиционный таргетинг станет способом работы умных лекарств в будущем. Препараты будут не просто распределяться по всему телу в надежде, что часть окажется в нужном месте. Они будут доставляться только туда, где должны работать. Наша работа с фагами — первый случай, когда подобное удалось сделать», — подытожил Энтони Марессо, соавтор исследования.
