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Lo studio trova le nuove bugne per il disarmo dei batteri resistenti agli antibiotici

Un virus può fermare i batteri dalla divisione dei geni per resistenza a antibiotici fra se stessi, ricercatori del Texas A&M AgriLife ha scoperto. I risultati suggeriscono i nuovi modi trattare le infezioni e descrivere una nuova funzionalità di parte altamente diversa e in gran parte inesplorata della biosfera.

Lo studio, pubblicato recentemente negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze, piombo da Lanying Zeng, il Ph.D., professore associato nell'istituto universitario del Texas A&M dell'agricoltura e del dipartimento di scienze biologiche della biochimica e della biofisica.

Come alcuni fagi infettano i batteri

I virus che infettano soltanto i batteri sono chiamati batteriofagi, o fagi in breve. I fagi sono le entità biologiche più numerose su terra. Il terreno è abbondante con i fagi, come è l'intestino umano ed i fagi che infettano e distruggono i batteri hanno trovato gli usi di promessa nel combattimento delle infezioni batteriche resistenti agli antibiotici.

Alcuni fagi infettano soltanto i batteri di cui la superficie contiene le strutture cilindriche chiamate pili. Nominato dopo che il pilus latino di parola, per la lancia, pili permette che i batteri trasferiscano i geni per i tratti vantaggiosi, quale farmacoresistenza e che migliora la capacità dei batteri di muovere ed attaccare le cellule ospiti. A causa del collegamento dei pili a virulenza batterica, i ricercatori si sono domandati se i nuovi farmaci potrebbero essere creati per inattivare questa funzionalità. Mentre i batteri di modi traggono giovamento dal pili sia chiaro, come il pili di uso dei fagi infettare i batteri è rimanere evasivo.

Concorrenza dei fagi

Il gruppo di Zeng ha usato la microscopia di fluorescenza per approfondire come un fago, MS2, entra in una cella di Escherichia coli. I ricercatori hanno creato i fagi MS2 che sono flourescenti e sono completamente contagiosi e stabili. L'attaccatura dei fagi al pili sulle celle di Escherichia coli, rendenti il pili visibile tramite un microscopio di fluorescenza.

Con una serie di esperimenti, Zeng, il suo dottorando Laith Harb e gli altri co-author hanno ottenuto una descrizione dettagliata di che cosa accade quando un fago MS2 infetta Escherichia coli.

Il gruppo ha scoperto che dopo che i attaches di un fago ad un pilus, il pilus ritira, portando il fago alla superficie batterica delle cellule. Il pilus poi interrompe dietro il fago. Considerando che Escherichia coli sano riempie il pili rotto, le celle infettate da MS2 non fanno. In questo modo, altri fagi sono impediti l'infezione della stessa cella. Il primo fago per raggiungere la cella guadagna un vantaggio competitivo.

“È come, “GIUSTO, questa cella è mio. “I fagi hanno installato il loro proprio territorio,„ ha detto Zeng, che è un docente di memoria del centro per la tecnologia dei fagi, una parte della ricerca del Texas A&M AgriLife.

Poiché il fenomeno dà una tal spinta al fago d'infezione, questo avvenimento può essere diffuso tra altri sforzi dei fagi che impiegano il pili per infettare i batteri, Zeng ha aggiunto.

Nuove idee per medicina

I risultati possono essere utili nella medicina, Zeng ha detto. In primo luogo, facendo uso dei fagi fare diminuire la virulenza batterica può dare il momento di sistema immunitario di combattere fuori un'infezione. In secondo luogo, i risultati indicano un modo di occuparsi delle infezioni che possono essere più delicate per i pazienti che gli antibiotici o che facendo uso della terapia dei fagi per distruggere i batteri.

Un vantaggio del nostro metodo contro la terapia dei fagi tradizionale è che non uccidete la cella, voi appena la disarma. L'uccisione della cella può causare un problema, perché dentro la cella potete avere una tossina che potrebbe essere scaricata nel host.„

Lanying Zeng, Ph.D., professore associato, istituto universitario del Texas A&M di agricoltura e del dipartimento di scienze biologiche di biochimica e di biofisica

I fagi che mirano al pili potrebbero anche rinforzare l'atto degli antibiotici. Alcune infezioni batteriche rispondono soltanto alle dosi elevate degli antibiotici, che possono causare gli effetti secondari. Aggiungendo i fagi alla miscela può permettere che medici facciano diminuire il dosaggio antibiotico necessario.

Source:
Journal reference:

Harb, L., et al. (2020) ssRNA phage penetration triggers detachment of the F-pilus. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2011901117.