Фагов научили отбирать у бактерий устойчивость к антибиотикам

Биологи из Тель-Авивского университета создали новый метод для контроля бактерий, устойчивых к антибиотикам. Ученые предложили уничтожать гены, отвечающие за устойчивость к лекарствам, одновременно с этим внедряя гены устойчивости к бактериофагам — «естественным врагам» бактерий. По предположению авторов, такой подход в итоге должен привести к тому, что чувствительные к антибиотикам бактерии получат большую выживаемость в природе, а в случае заболевания человеку с ними будет проще бороться при помощи привычных лекарственных препаратов. Работа опубликована в Proceedings of National Academies of Science.

Новый подход основывался на использовании CRISPR-Cas системы — механизма, при помощи которого бактерии борются с посторонним генетическим материалам. При помощи фага λ ученые вводили в клетки Escherichia coli CRISPR, содержащие спейсеры с фрагментами ДНК, которая отвечает за устойчивость к антибиотику стрептомицину.

Cas-белки, ориентируясь по этим спейсерам уничтожали ДНК, дающую клеткам устойчивость, в результате чего трансформированные колонии погибали в средах, содержащих стрептомицин.

Во втором эксперименте ученые добавили в CRISPR спейсеры, отвечающие за устойчивость к бактериофагу T7. После трансформации оказалось, что выживаемость клеток на средах, содержащих фаг T7, была в 10⁴ раз выше, чем у контрольной группы.

Авторы отмечают, что несмотря на «бум» работ по CRISPR-Cas системам, очень мало внимания уделялось использованию этого метода для контроля бактерий, устойчивых к антибиотикам. В тексте статьи ученые также отвечают на возможный вопрос: если уже удалось проникнуть «внутрь» патогенной клетки, почему просто ее не убить? По мнению исследователей, терапия на основе бактериофагов во многом уступает традиционным антибиотикам. Целью их метода было создание предпосылки к тому, чтобы бактерии, чувствительные к антибиотикам, получили преимущество в выживаемости по сравнению с устойчивыми штаммами.

Применять новый метод планируется, например, для «естественной» модификации бактерий в их среде обитания, например, в здании больницы. Тогда в случае заражения у пациента будет больший шанс справиться с болезнью при помощи привычных лекарств.