Опубликовано : Окт 26, 2019

Исследования показывают, что некоторые вирусы помогают защитить вредные бактерии у пациентов с МВ

Муковисцидоз
                «Клубение» пальцев является классическим признаком кистозного фиброза, хотя не наблюдается у многих пациентов. Предоставлено: Джерри Ник, M.D./Wikipedia

Хронические бактериальные инфекции в легких у пациентов с муковисцидозом усугубляются ранее недооцененным биологическим агентом: группой вирусов, которые заражают бактерии.
                                                                                       

Вирусы образуют биопленку, которая отделяет антибиотики от бактерий, потенциально способствуя развитию устойчивости к антибиотикам в легких пациентов с МВ, обнаружило новое исследование из Медицинской школы Стэнфордского университета.

Документ с описанием исследования, в котором приняли участие 110 детей и взрослых с МВ, появится 17 апреля в журнале «i> Science Translational Medicine». Это первое, чтобы исследовать, как нитчатые фаги, которые представляют собой вирусы, вызывающие сильные бактерии, могут способствовать заболеванию легких. Понимание того, как работают вирусы, может привести к лучшему лечению МВ.

«Фаги не считались патогенными микроорганизмами, влияющими на человека», — говорит ведущий автор Элизабет Бургенер, доктор медицинских наук, преподаватель педиатрии в Стэнфорде. «Это совершенно новая парадигма мышления о них».

Соавторами исследования являются Пол Боллики, доктор медицинских наук, доцент кафедры медицины и микробиологии и иммунологии, и Карлос Милла, доктор медицинских наук, профессор педиатрии. Милла и Бургенер — детские пульмонологи в детской больнице Люсиль Паккард в Стэнфорде, где они лечат пациентов с МВ.

Поскольку фаги заражают только бактериальные клетки, ученые предположили, что вирусы не влияют на здоровье человека. Результаты нового исследования противоречат этому предположению: пациенты с МВ, у которых в легких были обнаружены бактерии, зараженные фагом, хуже, чем пациенты с неинфицированными бактериями легких.

«Мы увидели, что фаговая инфекция легочных бактерий связана с большей устойчивостью к антибиотикам у пациентов», — сказал Бургенер. Ученые изо всех сил пытались понять, как агрессивный бактериальный вид, Pseudomonas aeruginosa, сохраняется в легких пациентов с МВ, которые получают антибиотики, добавила она. «Мы думаем, что вирус помогает Pseudomonas установить хроническую инфекцию в легких пациентов с МВ и потенциально делает ее больной со временем».

Липкие вещества

Муковисцидоз — это генетическое заболевание, из-за которого в легких образуется необычно густая липкая слизь. Со временем у пациентов развивается хроническая бактериальная инфекция, которая может привести к дыхательной недостаточности и смерти. В зрелом возрасте легкие приблизительно у половины пациентов с МВ заражаются псевдомонадой. Инфекция связана с ухудшением прогноза.

«Когда кто-то впервые выращивает Pseudomonas, мы пытаемся уничтожить его с помощью антибиотиков», — сказал Бургенер. Пациенты вдыхают большие дозы антибиотиков прямо в легкие. Но бактерии часто продолжают расти.

Чтобы увидеть, как фаги и бактерии могут работать вместе, исследователи воспользовались особенностью биологии нитчатых фагов: когда эти фаги заражают бактерии, они не убивают их; скорее, все еще живые бактерии включают ДНК фага в свою собственную ДНК и начинают производить большое количество вирусных частиц.

Исследователи изучили генетический анализ бактерий Pseudomonas из легких 34 пациентов с МВ в Дании. Пациентам неоднократно секвенировали бактериальную ДНК с течением времени, что позволило исследователям увидеть, была ли ДНК фага постоянно включена в бактериальные геномы. Пациенты с большей вероятностью приобретали постоянные фаговые инфекции, когда становились старше, поддерживая идею о том, что зараженные вирусом бактерии со временем начинают доминировать в легких пациентов с МВ. Средний возраст пациентов без фагов составлял 13 лет, тогда как средний возраст пациентов, инфицированных фагом, составлял 19 лет.

Бургенер и ее коллеги также собрали образцы мокроты у 76 человек с МВ, как взрослых, так и детей, которые получали лечение в Стэнфорде. Команда проверила мокроту на генетические признаки от Pseudomonas и нитчатых фагов и обнаружила, что у 58 человек была инфекция Pseudomonas. Исследователи изучили информацию из медицинских карт пациентов о функции легких, о том, какие бактерии росли в легких с течением времени, и о других показателях здоровья.

Среди пациентов Стэнфорда переноска зараженных фагом Pseudomonas была более распространенной, когда пациенты становились старше. Инфицированные фагом бактерии Pseudomonas с большей вероятностью, чем бактерии без вируса, были устойчивы к трем антибиотикам, обычно используемым для лечения МВ — азтреонаму, амикацину и меропенему, но не к другому антибиотику, ципрофлоксацину.

«Что действительно выделялось, так это то, что пациенты с фагом и Pseudomonas имели значительно более высокую устойчивость к антибиотикам, чем пациенты, у которых не было фага», — сказал Бургенер.

Как происходит резистентность к антибиотикам?

Исследователи ранее показали, что фаговые частицы сливаются в жидкокристаллическую структуру, слизистую биопленку, которая захватывает молекулы антибиотика. В новом исследовании они проверили, может ли это предотвратить распространение антибиотиков в бактерии. Команда показала, что биопленка фага изолировала азтреонам, амикацин и меропенем от бактерий.

«Мы думаем, что биопленка защищает псевдомонад», — сказал Бургенер. Поскольку биопленка изолирует антибиотики, бактерии обнаруживают субтерапевтический уровень лекарств, позволяя отдельным устойчивым к лекарствам бактериям расти и постепенно захватывать легкие.

Исследователи полагают, что физические свойства различных типов молекул антибиотиков — например, имеют ли лекарства заряженные или нейтральные поверхности — могут объяснить, почему некоторые антибиотики застряли в биопленке фага, а другие — нет.

«Если мы сможем подтвердить эти результаты, это может повлиять на то, как мы выбираем антибиотикотерапию для пациентов с МВ и псевдомонасами», — сказал Бургенер.

Следующий шаг — понять, как тела пациентов с МВ реагируют на фаги, сказал Бургенер, добавив: «Это шокирует, насколько сильно фаги оказывают на иммунную систему хозяина».

Боллыки недавно провели еще одно исследование, которое предполагает, что возможно сделать прививку против фага.

«В идеале мы могли бы дать вакцину пациентам с МВ, когда они молоды», — сказал Бургенер. «Надеемся, мы сможем предотвратить заражение Pseudomonas.»

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *