Вірусна ДНК допомагає бактеріям сховатися в захисну біоплінку.
Одна з новітніх медичних проблем - викликані патогенними бактеріями захворювання, які погано піддаються лікуванню. Зазвичай це пов'язано з тим, що через наше зловживання антибіотиками бактерії набувають до них стійкості - наприклад, у тваринництві антибактеріальні препарати дають тваринам заради профілактики. Ось еволюція і сказала своє слово: серед бактерій перевагу отримали ті, хто навчилися виводити антибіотики з себе або просто руйнувати їх.
Є й інші способи, за допомогою яких бактерії стають супербактеріями. Наприклад, вони можуть формувати біоплівки - складні колонії на твердій поверхні, в яких бактеріальні клітини занурені в особливу міжклітинну речовину, або матрикс. Біоплонки дуже міцні і дуже стійкі до фізичних і хімічних впливів (так, стійкість до антибіотиків та інших лікарських препаратів може зростати в 1000 разів). І поки бактерії сидять у біоплівці, до них не можуть дістатися імунні клітини.
Співробітники Університету Маркетту і Піттсбурзького університету експериментували з синьогнійною паличкою Pseudomonas aeruginosa - з одного боку, вона може бути причиною найрізноманітніших інфекційних хвороб, у тому числі і лікарняних, з іншого боку, синегнойна паличка часто виявляється стійкою до антибіотиків. Дослідники влаштували змагання між шістьма штаммами бактерії, з яких залишилося тільки два: оселившись у відкритій рані у свині, ці два штами витіснили інших. Своїм успіхом вони були зобов'язані біоплонці, в яку своєчасно сховалися.
Аналіз ДНК суперештаммів показав, що в їх ДНК є великі фрагменти геному бактеріофагів - вірусів, що паразитують на бактеріях. Причому, як говориться в статті в Science Advances, ці фаги спочатку мешкали в переможених штамах, а від них перескочили до двох, що залишилися. У них частина ДНК фагів вбудувалася в ДНК бактерій, причому ДНК фагів вбудувалася в ген retS, який управляє формуванням біоплінок. Коли ген retS вмикається, біоплівки не формуються. Але після впровадження фагової ДНК ген retS вже не може включитися, і біоплівки формуються надзвичайно активно. В результаті і бактерії, і віруси захищені від імунітету і від ліків (вірусам антибіотики не страшні, але живуть-то вони в бактеріях, так що в їх інтересах прикрити своїх господарів від антибіотиків).
Чи можна якось врахувати такий розвиток подій, коли мова йде про лікування важкозасаджувальних гнійних ран або якихось стійких інфекцій? Очевидно, тут потрібно перевірити, чи немає в бактеріальній ДНК фагових залишків, які б наділяли бактерію суперсилами - правда, позбавити таку бактерію її суперздатностей може виявитися зовсім непростим завданням.
За матеріалами LceScience