O cursă a înarmărilor bacteriene-virus ar putea duce la o nouă modalitate de a trata shigeloza

Atunci când unele bacterii reușesc să scape de a fi ucise de un virus, microbii ajung să se ischiocaleze. Și asta ar putea fi util în lupta pentru tratarea infecțiilor.

Bacteria Shigella flexneri – una dintre cauzele bolii infecțioase shigeloza – se poate răspândi în celulele care căptușesc intestinul, propulsându-se prin barierele celulelor. Aceasta provoacă leziuni tisulare care pot duce la simptome precum diareea cu sânge. Dar cand S. flexneri în vasele de laborator au evoluat pentru a evita un tip de virus care ucide bacteriile, bacteriile nu s-au mai putut răspândi de la celulă la celulă, făcându-l mai puțin virulent, raportează cercetătorii pe 17 noiembrie în Microbiologie aplicată și de mediu.

Cercetarea este un semn de speranță pentru ceea ce este cunoscut sub numele de terapie cu fagi (SN: 20/11/02). Odată cu creșterea microbilor rezistenți la antibiotice, unii cercetători văd virușii care infectează și ucid doar bacteriile, cunoscute sub denumirea de bacteriofagi sau doar fagi, ca o opțiune potențială pentru a trata infecțiile rezistente la antibiotice (SN: 13/11/19). Cu terapia cu fagi, persoanelor infectate li se administrează doze dintr-un anumit fag, care ucid bacteriile problematice. Problema, însă, este că în timp acele bacterii pot evolua pentru a fi rezistente și împotriva fagului.

„Ne așteptăm ca terapia cu fagi să eșueze, într-un fel”, spune Paul Turner, biolog evoluționist și virolog la Universitatea Yale. „Bacteriile sunt foarte bune la dezvoltarea rezistenței la fagi.”

Dar asta nu înseamnă că bacteriile ies nevătămate. Unii fagi atacă și pătrund în bacterii prin prinderea de proteine ​​bacteriene esențiale pentru funcția unui microbi. Dacă tratamentele de terapie cu fagi s-au bazat pe un astfel de virus, asta ar putea împinge bacteriile să evolueze în așa fel încât nu doar să le ajute să scape de virus, dar și să le afecteze abilitățile și să le facă mai puțin mortale. Persoanele infectate cu aceste bacterii modificate pot avea simptome mai puțin severe sau pot să nu prezinte deloc simptome.

Studii anterioare cu bacterii Pseudomonas aeruginosa, de exemplu, au descoperit că fagii și bacteriile se pot angaja în bătălii evolutive care conduc bacteriile să fie mai sensibile la antibiotice. Noul studiu sugerează că cercetătorii ar putea valorifica cursa înarmărilor dintre acestea S. flexneri și fagul nou identificat, care a fost numit A1-1 după ce a fost găsit în apele uzate mexicane, pentru a trata shigeloza.

S. flexneri în apa contaminată este o problemă uriașă în părțile lumii în care apa curată nu este întotdeauna disponibilă, cum ar fi Africa subsahariană și Asia de Sud, spune Kaitlyn Kortright, microbiolog și la Universitatea Yale. În fiecare an, aproximativ 1,3 milioane de oameni mor din cauza shigelozei, care este cauzată de patru Shigella specii. Mai mult de jumătate dintre aceste decese apar la copii sub 5 ani. În plus, antibioticele pentru tratarea shigelozei pot fi costisitoare și greu de accesat în acele locuri. Și S. flexneri devine rezistent la multe antibiotice. Terapia cu fagi ar putea fi o opțiune mai ieftină și mai accesibilă pentru tratarea infecției.

Lovitura pentru S. flexneriRăspândirea celulară a lui vine deoarece, pentru a pătrunde în celule, A1-1 vizează o proteină numită OmpA, care este crucială pentru ca bacteriile să rupă membranele celulei gazdă. Cercetătorii au descoperit două tipuri de mutații care au făcut S. flexneri rezistent la A1-1. Unele bacterii au avut mutații în gena care produce OmpA, dăunând capacității proteinei de a ajuta microbii să se răspândească de la celulă la celulă. Alții au avut modificări la o componentă structurală a celulelor bacteriene numită lipopolizaharidă.

Mutațiile în lipopolizaharide au fost surprinzătoare, spune Kortright, deoarece relația dintre acea componentă structurală și OmpA nu este pe deplin stabilită. O posibilitate este ca aceste mutații să distorsioneze structura OmpA într-un mod în care fagul nu o mai recunoaște și nu poate intra în celulele bacteriene.

O întrebare persistentă este dacă S. flexneri evoluează în același mod în afara unui vas de laborator, spune Saima Aslam, un medic de boli infecțioase de la Universitatea din California, San Diego, care nu a fost implicat în muncă. Totuși, descoperirile arată că „nu este întotdeauna un lucru rău” atunci când bacteriile devin rezistente la fagi, spune ea.