Może warto się na chwilę zatrzymać i zastanowić, jak wielkie to naprawdę jest.
Alexander Fleming badał wzrost bakterii przez dekadę, gdy przypadkowo odkrył penicylinę prawie 100 lat temu – szacuje się, że to odkrycie uratowało ponad 200 milionów istnień i skróciło okresy choroby dla miliardów przypadków.
Co minutę na całym świecie kupuje się ponad milion plastikowych butelek wody! Dlaczego kontynuujemy?
Ale jest też minus, tak jak ktoś, kto chce przejść przez mur, zabiera ze sobą wyższą drabinę, tak jeśli mur jest coraz wyższy, coraz więcej bakterii jest odpornych na antybiotyki. Nadmierne użycie, zwłaszcza w rolnictwie, przyspieszyło rozwój oporności.
Wirusy atakujące bakterie mogą pewnego dnia stać się kluczowym elementem leczenia infekcji odpornych na antybiotyki. Mogą także dostarczyć nam sposobów ochrony upraw przy użyciu mniejszej ilości środków chemicznych.
Problem polega na tym, że naukowcy wciąż nie wiedzą, do czego wiele genów tych wirusów faktycznie służy – a bez tej wiedzy trudno jest ich wiarygodnie wykorzystać.
Obecnie zespół z Uniwersytetu Otago w Nowej Zelandii opracował metodę zarówno badania tych genów, jak i dodawania nowych.
Prace, opublikowane w Nature Microbiology, mogą znacznie przyspieszyć badanie i modyfikację bakteriofagów – zwykle nazywanych po prostu fagami.
Fagi infekują bakterie, nie ludzkie komórki. Niektóre z nich niszczą bakterie, które atakują, co czyni je bardzo interesującymi możliwymi metodami leczenia.
Jednak zanim badacze ocenią, czy dany obiekt nadaje się do konkretnego zadania, musi on zostać dokładnie zrozumiany.
Profesor Peter Fineran, główny autor badania, zwraca uwagę, że wiele genów fagów wciąż pozostaje tajemnicą.
Nowa metoda pomaga ujawnić, co się dzieje, gdy te geny zostaną zakłócone. Naukowcy używają ruchomego fragmentu DNA, zwanego transpozonem, który może włożyć się w różne miejsca w instrukcjach genetycznych organizmu. Jeśli wyląduje w środku genu, może go wyłączyć z gry.
Następnie zespół wykorzystuje system oparty na CRISPR – własnej obronie bakterii przed wirusami – aby wybrać osoby, u których insercja zakończyła się sukcesem. Mapując miejsca, gdzie inserwacja można, a gdzie nie można znaleźć wśród przeżyłych osób, naukowcy mogą określić, które geny są niezbędne dla wirusa, a których można sobie obejść.
To spostrzeżenie może uczynić badania naukowe znacznie bardziej systematycznymi. Zamiast rozplątywać jeden nieznany gen na raz, naukowcy mogą teraz badać zmiany w całym genomie i tworzyć jaśniejszy obraz jego działania.
Naukowcy wykazali również, że wszczepione DNA może przenosić dodatkowy gen. W przyszłych badaniach to samo podejście mogłoby być wykorzystane, by nadać fagom nowe użyteczne właściwości – na przykład lepsze sposoby przenikania przez obronę bakterii.
Jednym z możliwych zastosowań jest atakowanie biofilmów. Są to społeczności bakteryjne, które przylegają do powierzchni, takich jak implanty medyczne, i mogą być bardzo trudne do usunięcia. W dłuższej perspektywie zmodyfikowane fagi mogą pomóc dotrzeć do bakterii ukrytych w nich. Metoda ta może również wspierać badania nad fagami do zastosowań w rolnictwie.
Te możliwości pozostają do przetestowania. Dodanie genu do faga w laboratorium nie oznacza, że gotowy wirus jest bezpieczny lub skuteczny jako leczenie. Naukowcy muszą zbadać, jak zachowuje się on wobec bakterii docelowych – i to w rzeczywistych warunkach.
Na razie przełom daje naukowcom lepszy sposób zadawania podstawowych pytań. Dzięki poznaniu, które geny fagów mają znaczenie i jak działają, naukowcy mogą podejmować bardziej świadome kroki w kierunku wykorzystania tych bakteriobójczych wirusów.
Ultra-przetworzona żywność może zwiększać ryzyko chorób przewlekłych