Bakteryjny uśpienie to strategia przetrwania w odpowiedzi na stresującą ekspozycję na antybiotyki przyjmowane przez pacjenta w ramach leczenia. Uśpione komórki stają się tolerancyjne na antybiotyki i są zabijane wolniej, a czasami przeżywają. Nazywa się to „tolerancją na antybiotyki”, która różni się od oporności na antybiotyki bakteria rosną w obecności antybiotyków. Przewlekłe lub nawracające infekcje przypisuje się tolerancji na antybiotyki, na które nie ma skutecznego leczenia. Od dawna rozważano terapię fagową, ale uśpione komórki bakteryjne nie reagują i są oporne na znane bakteriofagi. Naukowcy z ETH Zurich zidentyfikowali nowego bakteriofaga, który w unikalny sposób replikuje się w hodowlach Pseudomonas aeruginosa w głębokiej fazie stacjonarnej. Bakteriofag ten, nazwany „Paride”, może zabić głęboko uśpiony P. aeruginosa poprzez bezpośrednią replikację lityczną. Co ciekawe, ten nowy fag zmniejszał obciążenie bakteryjne poprzez synergię faga i antybiotyku, gdy do hodowli dodawano antybiotyk meropenem. Najwyraźniej nowy fag będzie w stanie wykorzystać słabe punkty w fizjologii uśpionych bakterii, aby pokonać tolerancję na antybiotyki. Te słabe punkty mogą stać się celem nowego leczenia przewlekłych infekcji wywołanych przez uśpione lub nieaktywne bakterie.
Większość bakterii na Ziemi znajduje się w stanie uśpienia o zmniejszonej aktywności metabolicznej lub w całkowicie nieaktywnej formie zarodników. Taki bakteryjny komórki można łatwo reanimować, gdy dostępne będą niezbędne składniki odżywcze i cząsteczki.
Bakteryjny uśpienie lub brak aktywności to strategia przetrwania w odpowiedzi na stresujące warunki środowiska zewnętrznego, takie jak głód lub narażenie na antybiotyki przyjmowane przez pacjenta w ramach leczenia. W późniejszym przypadku uśpione komórki stają się tolerancyjne na antybiotyki, ponieważ procesy komórkowe, na które antybiotyki celują, bakteria są odrzucane. Zjawisko to nazywa się „tolerancja na antybiotyki' w takim przypadku bakterie są zabijane wolniej i czasami przeżywają (w przeciwieństwie do odporność na antybiotyki gdy bakterie namnażają się w obecności antybiotyków). Przewlekłe lub nawracające infekcje przypisuje się uśpionym, tolerującym antybiotyki komórkom bakteryjnym, często nazywanym „uporczywymi”, na które nie ma skutecznego leczenia.
Terapia fagowa z udziałem bakteriofagów lub fagów (tj. Wirusy to poprzedzać bakteria), od dawna rozważa się leczenie przewlekłych infekcji w stanie uśpionym lub nieaktywnym bakteria jednak to podejście działa, gdy host bakteryjny komórki ulegają wzrostowi. Uśpione lub nieaktywne bakteryjny komórki jednakże nie reagują i są oporne na działanie bakteriofagów, które albo unikają adsorpcji na bakteryjny powierzchni komórek lub hibernują w uśpionych komórkach do czasu reanimacji.
Znane bakteriofagi nie mają zdolności infekowania tolerujących antybiotyki, głęboko uśpionych lub nieaktywnych bakteria. Uważano, że biorąc pod uwagę różnorodność, w przyrodzie mogą istnieć fagi posiadające zdolność infekowania uśpionych komórek. Naukowcy po raz pierwszy zidentyfikowali jednego z takich nowych bakteriofagów.
W niedawno opublikowanym badaniu naukowcy z ETH Zurich donoszą o izolacji nowego bakteriofaga, który w unikalny sposób replikuje się w kulturach w głębokiej fazie stacjonarnej Pseudomonas aeruginosa w laboratorium. Nazwali tego bakteriofaga Parada. Ten fag może zabić głęboko uśpiony P. aeruginosa poprzez bezpośrednią replikację lityczną. Co ciekawe, ten nowy fag zmniejszał obciążenie bakteryjne poprzez synergię faga i antybiotyku, gdy dodano do niego antybiotyk meropenemowy. P. aeruginosa-kultury fagowe.
Najwyraźniej nowy fag mógłby wykorzystać słabe punkty w fizjologii uśpionych bakterii, aby pokonać tolerancję na antybiotyki. Te słabe punkty mogą stać się celem nowego leczenia przewlekłych infekcji wywołanych przez uśpione lub nieaktywne bakterie.
***
Numer referencyjny:
- Maffei, E., Woischnig, AK., Burkolter, MR i in. Phage Paride może zabić uśpione, tolerujące antybiotyki komórki Pseudomonas aeruginosa poprzez bezpośrednią replikację lityczną. Nat Commun 15, 175 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-023-44157-3
***
