Российские ученые нашли замену антибиотикам при лечении энтерококковых инфекций

Российские исследователи открыли два новых вида бактериофагов — антимикробных препаратов природного происхождения, которые могут стать оптимальными кандидатами для лечения энтерококковых инфекций. Открытие совершили специалисты Института экспериментальной медицины (ИЭМ) — участника Научного центра мирового уровня (НЦМУ) «Центр персонализированной медицины».

Энтерококки — это бактерии, которые чаще всего вызывают инфекции у больных, находящихся на лечении в стационарах. Такие бактерии уже выработали устойчивость к антибиотикам, поэтому ученые предлагают в качестве средства для лечения и профилактики энтерококковых инфекций использовать бактериофаги. Это особые вирусы, которые размножаются только в присутствии конкретного вида болезнетворных бактерий. В отличие от антибиотиков, бактериофаги не затрагивают полезную микрофлору организма, они безопасны и нетоксичны. Однако изменчивость популяционной структуры патогенов требует постоянного обновления состава лечебных препаратов и включения в них новых разновидностей бактериофагов.

Ученые Института экспериментальной медицины под руководством доктора медицинских наук, заведующего лабораторией функциональной геномики и протеомики микроорганизмов ИЭМ Артемия Гончарова открыли два новых вида бактериофагов — вирулентных хвостатых бактериофагов, обладающих литической активностью в отношении бактерий Enterococcus faecalis и E. Faecium.

Литический цикл жизни бактериофагов напоминает отношения «хищник-жертва»: вирус прикрепляется к бактериальной клетке и вводит в нее свой генетический материал, из-за чего клетка начинает воспроизводить новые вирусные частицы и разрушается изнутри. А высвободившиеся бактериофаги в организме либо ищут новые бактериальные клетки, либо выводятся без вреда для организма. Действующие таким образом бактериофаги называют вирулентными.

«Наша научная группа проводит поиск бактериофагов, исходя из анализа эпидемиологической ситуации с внутрибольничными инфекциями, складывающейся в российских стационарах. В частности, мы используем для тестирования наших фагов коллекции возбудителей этих инфекций. Для практического внедрения фагов необходимо, чтобы они соответствовали требованиям  «Правил проведения исследований биологических лекарственных средств Евразийского экономического союза». Одно из наиболее важных требований к  фаговым препаратам заключаются в том, что в их состав должны попасть только те вирусы, которые неспособны переносить генетический материал бактерий (только такие фаги полностью безопасны при массовом применении). Для того чтобы данное условие было  соблюдено, необходимо полностью секвенировать (т.е. «прочесть»)  геном  тестируемого фага и изучить его особенности, что, собственно, мы и выполнили в отношении новых энтерококковых бактериофагов», — рассказал Артемий Гончаров.

Один из впервые описанных бактериофагов, названный SSsP-1, принадлежит к роду Saphexavirus семейства Siphoviridae (вирусы, поражающие прокариоты), а другой бактериофаг — GVEsP-1 — к роду Schiekvirus семейства Herelleviridae (вирусы, поражающие бактерии).

Эксперименты на лабораторных мышах показали высокую эффективность новых бактериофагов при лечении системной энтерококковой инфекции. Геномы описанных бактериофагов содержат участки, кодирующие факторы противодействия бактериальной системе антивирусного иммунитета CRISPR-CAS. Это объясняет их высокую вирулентность (инфекционность, способность к колонизации) по отношению к бактериям-хозяевам. Эти наблюдения свидетельствуют о перспективах успешного применения новых бактериофагов.

Работа поддержана Минобрнауки России. Научная статья опубликована в журнале Viruses (SJR Q1). 

Электронная микрофотография (просвечивающая электронная микроскопия) вирионов нового фага Enterococcus phage GVEsP-1 (А) и Enterococcus phage SSsP-1 (В). Указана шкала 100 nm.