Два новых бактериофага оказались хорошим средством против одной из самых опасных бактерий с устойчивостью к антибиотикам.

Нет нужды объяснять, сколь опасными могут быть бактерии, которые приобрели устойчивость к антибиотикам – представим, что вы подхватили какую-нибудь инфекцию, вас лечат, а вы не лечитесь. И тем более понятно, какой большой проблемой могут быть такие бактерии в больницах, где у людей и так проблемы со здоровьем.

Бактериофаги, заражающие бактерию. (Иллюстрация: zuzanaa / Depositphotos.)

Фаг vB_AbaP_AS11 под электронным микроскопом. (Фото: Anastasia V. Popova et al., / Viruses 2017, 9(7), 188.)

Бактерия Acinetobacter baumannii. (Фото: Vito flickr / Flickr.com.)

Сейчас во многих странах случаев внутрибольничных инфекций становится все больше, и причиной тому называют именно появление устойчивых к лекарствам микробов. В числе особо опасных бактерий такого рода называют Acinetobacter baumannii – появившись, например, в реанимационном или в ожоговом отделении, она может стать причиной самых разных инфекционных осложнений, от госпитальной пневмонии до абсцессов мозга. A. baumannii нечувствительна к подавляющему большинству антибиотиков, кроме того, она выдерживает высушивание, облучение ультрафиолетом и обработку дезинфицирующими средствами.

Обычно с лекарственноустойчивыми бактериями борются, пытаясь найти какой-нибудь новый антибиотик, к которому они еще не привыкли. Более корректно, конечно, здесь будет говорить не о «привычке», но о действии естественного отбора: при смене поколений среди бактерий появляются особи, у которых есть случайные мутации, позволяющие справляться с антибиотиком, и именно они получают эволюционное преимущество.

Новое лекарство – фактор, с которым еще никто из микробов не сталкивался, и потому никаких инструментов противодействия ему у них нет. И мы неоднократно писали о новых антибиотиках, которых где только не находят – например, у нас в носу. Но тут может быть и принципиально иная стратегия. Как известно, на бактериях специализируется особая группа вирусов, называемая бактериофагами – и нельзя ли этих самых бактериофагов приспособить для борьбы с лекарственноустойчивыми бактериями?

Бактериофаги были открыты в 1915 году британским микробиологом Фредериком Твортом и в 1917 году канадским сотрудником парижского Института Пастера Феликсом Д’Эррелем. (Позже, в 1934 году, Д'Эррель приехал в Советский Союз и принял участие в организации НИИ бактериофагов в Тбилиси.) Идея использовать вирусы как антибактериальное средство возникла довольно быстро, но тут появились антибиотики, и об этой идее на время забыли. Сейчас, с появлением все большего числа устойчивых бактерий, про бактериофагов вспомнили снова.

Чтобы вирус годился на такую роль медицинского оружия, он должен, во-первых, специфичен по отношению к конкретной бактерии, то есть он должен заражать по возможности ее и только ее, во-вторых, заражать он должен как можно больше клеток, наконец, в-третьих, он не должен «засыпать» внутри бактериальной клетки.

Часто бактериофаги, попав в бактерию, не начинают сразу размножаться и строить новые вирусные частицы, разрушая хозяйскую клетку, а внедряются в бактериальный геном и остаются в нем довольно долго, никак себя не проявляя, пока бактерия живет, как жила. «Лечебный» же вирус должен быть литическим, то есть он должен активно размножаться и вызывать разрушение, лизис бактерии.

Исследователи из Смоленского медицинского университета, Московского физико-технического института, Института молекулярной генетики и биологии гена РАН и других российских научных центров описывают в своей статье в журнале Viruses двух бактериофагов, которые могут оказаться хорошим оружием в борьбе с вышеупомянутой A. baumannii – ими оказались вирусы с неудобочитаемыми названиями vB_AbaP_AS11 и vB_AbaP_AS12 из семейства Podoviridae.

Анастасия Попова и ее коллеги испытали их на сотне бактериальных образцов из 53 больниц и 32 городов России и Беларуси, и оказалось, что вирусы, во-первых, быстро прилипают к бактерии, во-вторых, у них не очень длинный латентный период (то есть они не очень долго думают перед тем, как начать свою разрушительную деятельность внутри клетки), в-третьих, они оказались весьма продуктивны – на одну бактерию получалось очень много вирусных частиц (то есть с бактериальной популяцией они могут справиться очень быстро). Кроме того, фаги инфицировали только своих бактерий, то есть с ними можно не бояться, что они уничтожат, к примеру, нормальную кишечную микрофлору.

Анализ вирусных геномов показал, что в них есть довольно изменчивые участки, которые принадлежат генам, отвечающим за взаимодействие вируса с рецепторами на поверхности бактериальной клетки. С одной стороны, бактерии могут изменить свои рецепторы (то есть в ходе естественного отбора в популяции останутся клетки, которые вирусы не «видят»), но если и вирусные гены, отвечающие за «стыковку», тоже допускают много вариантов, то с большой вероятностью вирусы очень быстро найдут подход и к новой версии бактериальных рецепторов.

Все это, повторим, делает новые вирусы довольно перспективными в смысле использования их против лекарственноустойчивых бактерий, и, возможно, вскоре они выйдут из лабораторий в широкую клиническую практику.