Австралийские ученые использовали вирусы-бактериофаги против устойчивой к антибиотикам бактерии Acinetobacter baumannii. Бактериофаги используют защитную капсулу бактерии для прикрепления и проникновения внутрь клетки и исследователи выяснили, что когда в их присутствии бактерии приобретают мутации, которые лишают их капсулы, они становятся уязвимы для антибиотиков. Работа опубликована в журнале Nature Microbiology.
Несмотря на то, что супермикробом, устойчивым к действию множества антибиотиков, могут стать самые разные бактерии (например, в 2019 году такое свойство приобрел штамм сальмонеллы из Конго), чаще всего это представители шести видов, которые объединены в аббревиатуру ESKAPE: Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и Enterobacter sp.
Вариантов справиться с ними теоретически может быть несколько — например, можно искать новые антибиотики, которые не вызывают устойчивости, строить искусственные антимикробные молекулы. Есть и другой вариант — сражаться с бактериями с помощью вирусов-бактериофагов (можно их генетически модифицировать, чтобы они наверняка попали в цель).
Группа ученых из Университета Монаша в Мельбурне под руководством Джереми Барра (Jeremy Barr) занималась поиском бактериофагов, которые поражали бы бактерию Acinetobacter baumannii, одну из шестерки ESKAPE. Они подобрали два фага, ΦFG02 и ΦCO01, которые обладают способностью паразитировать на разных штаммах бактерии. Но среди культур бактерии обнаружились и устойчивые к бактериофагам мутанты — и у них исследователи заметили неожиданную особенность: они оказались лишенными полисахаридной капсулы.
Отследив распределение бактериофагов в культуре бактерий, авторы работы выяснили, что вирусы ΦFG02 и ΦCO01 плохо прикрепляются к мутантам — по крайней мере, 99 и 97 процентов соответственно обнаружились на поверхности бактерий дикого типа. Следовательно, капсула обычно помогает вирусам проникнуть внутрь, а «голые» бактерии оказываются неприступны.
Однако та же самая капсула служит преградой для множества антибиотиков, к которым устойчива Acinetobacter baumannii. Поэтому исследователи предположили, что, приобретя защиту от фагов, мутанты станут уязвимы для антибиотиков. И действительно, в присутствии фага ΦFG02 бактерия стала в 16 раз чувствительнее к цефтазидиму и в 2 раза — к другим бета-лактамам и ципрофлоксацину. А фаг ΦCO01 придал ей чувствительности к миноциклину, цефепему и ампициллину. Кроме того, соседство с фагами привело к тому, что мутанты стали поддаваться действию комплемента — системы белков из человеческой крови, которая начинает буравить дыры в оболочках бактерии еще до того, как иммунные клетки распознают в ней врага.
Наконец, авторы работы продемонстрировали, что фаги могут быть эффективны и in vivo. Для этого бактерией заразили мышей, а вдогонку ввели в места заражения бактериофагов. В итоге всего через 8-12 часов число бактерий в пораженных тканях снизилось на порядок в присутствии ΦFG02 и на два порядка — в присутствии ΦCO01. Таким образом, даже без участия антибиотиков, бактериофаги сделали бактерию более уязвимой к собственным защитам мышиного организма.
Раньше мы рассказывали о том, что на путешествие от Индии до Арктики у резистентного супермикроба уходит всего пять лет. А еще о том, что предвестники этой устойчивости обнаружили у бактерий, которые с человеком никак не связаны.
Полина Лосева
И еще четырех видов опухолей
Британские и датские иммунологи обнаружили на цитотоксических T-лимфоцитах рецептор, узнающий одновременно три разных опухолевых антигена. Пациент, у которого были обнаружены эти Т-клетки, смог достичь полной ремиссии меланомы четвертой клинической стадии. Такое строение T-клеточных рецепторов не дает клеткам опухоли ускользнуть от противоопухолевого иммунитета. Похожие типы Т-клеточных рецепторов есть и у здоровых людей, но их роль в противоопухолевом иммунитете пока неясна. Исследование опубликовано в виде статьи в журнале Cell. Клеточная терапия онкологических заболеваний направлена на введение в организм Т-лимфоцитов, узнающих фрагменты белков опухоли, выставляемые клетками на поверхности белков главного комплекса гистосовместимости (HLA-антигенов). Она позволяет добиться ремиссии во многих случаях, при которых другие виды лечения неэффективны. Но врачи часто сталкиваются с ускользанием опухолевого клона от такого иммунитета. Иногда достаточно нескольких месяцев, чтобы опухолевые клетки перестали экспрессировать маркер, который должны были узнавать лимфоциты. Хотя большинство Т-лимфоцитов узнают один эпитоп, некоторая часть из многообразия Т-клеточных рецепторов, образующихся в процессе созревания Т-клеток, узнает не один, а сразу несколько антигенов. Такие клетки есть и у здоровых людей, и у пациентов с аутоиммунными болезнями. Рецепторы, нацеливающие иммунную систему сразу на несколько молекул-мишеней, могли бы повысить эффективность клеточной терапии. Ведь даже если с поверхности опухоли исчезнет один антиген, то иммунный ответ против второго сохранится, и лечение останется эффективным. Шаг в сторону использования этого принципа в терапии сделала группа онкологов и иммунологов из Великобритании и Дании под руководством Эндрю К. Сьюэлла (Andrew K.Sewell) из Университета Кардиффа. На протяжении последних 15 лет они занимаются клеточной терапией меланомы. В рамках клинических исследований врачи забирали у пациентов клетки крови, отбирали среди них Т-лимфоциты, тропные к меланоме, и после культивации in vitro вводили клетки обратно пациентам. В одном из исследований, проведенном в 2011-2014 годах, участвовал пациент с четвертой клинической стадией меланомы, у которого клеточная терапия позволила добиться десятилетней ремиссии болезни (обычно же медианная продолжительность жизни с момента постановки диагноза у таких пациентов не превышает года). Ученые решили детально исследовать, с какими особенностями Т-клеточного ответа это было связано. Как выяснили иммунологи, почти вся противоопухолевая активность лимфоцитов пациента была связана одним лимфоцитарным клоном (его обозначили MEL8), который реагировал in vitro не только на меланому, но и на клетки острого миелолейкоза, опухоли молочной, предстательной и поджелудочной железы от других пациентов с таким же типом HLA-антигена (гаплотип HLA A*02:01, наиболее распространенный в мире). Это было неожиданно, ведь рецепторы этих Т-клеток чувствительны к белку мелану A, специфичному для меланоцитов и происходящих от них опухолей (включая меланому). Авторы создали библиотеку из 936 миллиардов декапептидных последовательностей и оценили in silico сродство рецепторов MEL8 к олигопептидам, связанным с HLA A*02:01. Такой скрининг позволил отобрать 500 пептидов, представленных в протеоме человека. Три из них — участки белков мелана А, BST2 и IMP2 — имели сродство к Т-клеточному рецептору MEL8 in vitro и при этом экспрессировались меланомой. У всех трех декапептидных последовательностей нашлась гомология и на уровне аминокислотной последовательности, и на уровне третичной структуры, что было подтверждено рентгеноструктурным анализом. Т-клетки, у которых есть рецепторы, тропные одновременно к мелану А, IMP2 и BST2, были обнаружены у здоровых добровольцев и у одного пациента с хроническим лимфолейкозом, но их количество было невелико. Обнаруженный вид поливалентного рецептора можно использовать и для лечения других пациентов: исследователи секвенировали последовательность Т-клеточного рецептора и трансдуцировали этой последовательностью другие линии лимфоцитов в рамках своих экспериментов. Следовательно, есть предпосылки для создания эффективной клеточной терапии опухолей или противоопухолевой вакцины. Впрочем, пока невозможно говорить, насколько безопасной было бы такое лечение, ведь исследование британских и датских ученых основано лишь на единичных наблюдениях пациентов с опухолями. Кроме того, распознавание эпитопов Т-клеточным рецептором зависит от варианта HLA.антигена, имеющегося у данного конкретного человека, и распространенность полимодальных Т-клеточных рецепторов у носителей разных вариантов HLA может отличаться. Даже сильного иммунного ответа против клеток меланомы может оказаться недостаточно для победы над болезнью — на эффективность лечения могут влиять такие факторы, как уровень тестостерона.