'Ini bukan perang baru': bagaimana pertempuran antara virus dan bakteri dapat membantu kita mengalahkan superbug
Jika bakteri memiliki daftar hal yang perlu ditakuti, fag akan berada di puncak. Virus ini dibangun untuk menemukan, menginfeksi dan membunuh mereka – dan mereka telah melakukannya selama miliaran tahun. Sekarang pertempuran kuno menawarkan petunjuk tentang bagaimana kita bisa melawan melawan infeksi tahan antibiotik.
Ketika lebih banyak bakteri berevolusi untuk menahan antibiotik kita, infeksi yang sebelumnya dapat diobati menjadi lebih sulit – dan dalam beberapa kasus, tidak mungkin – untuk disembuhkan. Krisis ini, yang dikenal sebagai resistensi antimikroba (AMR), sudah menyebabkan lebih dari satu juta kematian setahun secara global, dan jumlahnya meningkat dengan cepat. Itu Organisasi Kesehatan Dunia Telah menamai AMR salah satu dari sepuluh ancaman kesehatan masyarakat global teratas.
Terapi fage – penggunaan fag untuk mengobati infeksi bakteri – mendapatkan perhatian sebagai solusi potensial. Fag sangat spesifik, mampu menargetkan bahkan strain yang tahan obat. Dalam beberapa Kasus penggunaan penuh kasih sayang di Inggrismereka telah membersihkan infeksi di mana setiap antibiotik gagal. Tetapi fag masih menghadapi tantangan yang sering diabaikan: bakteri itu sendiri.
Bakteri telah mengembangkan sistem canggih untuk mendeteksi dan menghancurkan fag. Pertahanan ini beragam: beberapa memotong DNA virus, yang lain memblokir masuk, dan beberapa meluncurkan semacam shutdown intraseluler untuk mencegah pengambilalihan virus. Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan di Selkolega saya dan saya menggambarkan sistem yang bekerja secara berbeda, yang disebut Kiwa. Ini bertindak seperti sensor yang tertanam di membran bakteri, mendeteksi tanda -tanda serangan awal.
Persis apa yang dirasakan Kiwa tetap menjadi pertanyaan yang terbuka, tetapi temuan kami menyarankan untuk merespons tegangan mekanis yang terjadi ketika fag mengunci sel dan menyuntikkan DNA -nya. Setelah dipicu, Kiwa bertindak cepat. Itu mematikan kemampuan fag untuk membuat komponen yang dibutuhkan untuk membangun fag baru, menghentikan infeksi sebelum dapat mengambil alih sel.
Tetapi ketika bakteri mengembangkan cara untuk membela diri, fag mengembangkan cara untuk melawan. Dalam percobaan terbaru kami, kami melihat dua strategi dalam permainan.
Beberapa fag mengembangkan mutasi kecil dalam protein yang mereka gunakan untuk menempel pada permukaan bakteri – perubahan halus yang membantu mereka menghindari memicu sistem deteksi Kiwa. Yang lain mengambil pendekatan yang berbeda: mereka membiarkan diri mereka terdeteksi, tetapi lolos dari konsekuensinya.
Fag -fag ini membawa mutasi dalam protein virus yang tampaknya terlibat dalam bagaimana Kiwa mematikan infeksi. Kami belum tahu persis cara kerjanya, tetapi hasilnya jelas: dengan hanya beberapa perubahan, virus terus mereplikasi, bahkan setelah Kiwa diaktifkan.
Fleksibilitas evolusi ini adalah bagian dari apa yang membuat fag begitu kuat, dan mengapa mereka memegang janji seperti itu dalam mengobati infeksi. Tetapi juga menyoroti tantangan utama: untuk membuat terapi fag efektif, kita perlu memahami bagaimana pertempuran mikroba ini terjadi.
Aturan Keterlibatan
Jika strain bakteri membawa pertahanan seperti Kiwa, tidak semua fag akan berhasil melawannya. Beberapa mungkin diblokir sepenuhnya. Tetapi yang lain, dengan mutasi yang tepat, mungkin tergelincir. Itu berarti memilih atau merekayasa fag yang tepat untuk pekerjaan itu bukan hanya masalah coba -coba – itu adalah masalah mengetahui aturan keterlibatan.
Mempelajari sistem pertahanan bakteri seperti Kiwa memberi kita pemahaman yang lebih dalam tentang aturan -aturan itu. Ini membantu menjelaskan mengapa beberapa fag gagal, mengapa yang lain berhasil, dan bagaimana kita dapat merancang terapi fag yang lebih baik di masa depan. Pada waktunya, kita mungkin dapat memprediksi pertahanan bakteri mana yang dibawa oleh strain yang diberikan, dan memilih fag yang secara alami dilengkapi – atau disetel secara artifisial – untuk mengatasinya.
Itulah ide di balik pertumbuhan kita Proyek pengumpulan fag. Kami mengumpulkan fag dari seluruh Inggris dan sekitarnya, termasuk dari pengajuan publik – air kotor sering kali merupakan tambang emas – dan menguji mereka untuk melihat mana yang dapat mengatasi pertahanan yang dibawa oleh bakteri berbahaya. Dengan lebih dari 600 jenis yang sudah dikatalogkan, kami sedang membangun sumber daya yang dapat membantu memandu terapi fag di masa depan, memasangkan fag yang tepat dengan infeksi yang tepat.
Kiwa hanyalah satu bagian dari teka -teki. Bakteri menyandikan banyak sistem pertahanan seperti itu, masing -masing menambahkan lapisan kompleksitas – dan peluang – untuk perlombaan senjata mikroba ini. Beberapa mendeteksi DNA virus secara langsung, yang lain merasakan kerusakan atau stres, dan beberapa bahkan mengoordinasikan respons dengan sel tetangga. Semakin banyak kita belajar, semakin tepat kita bisa campur tangan.
Ini bukan perang baru. Bakteri dan fag telah dikunci di dalamnya selama miliaran tahun. Tetapi untuk pertama kalinya, kita mulai mendengarkan. Dan jika kita belajar bagaimana menavigasi strategi yang telah mereka berevolusi, kita mungkin menemukan cara baru untuk mengobati infeksi yang tidak bisa ditangani oleh antibiotik kita.
Artikel yang diedit ini diterbitkan ulang dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Baca Artikel asli.
