Forschung enthüllt neuen Bakteriophagen, der wirksamer ist als ähnliche Arten

Bakterien werden immer resistenter gegen Antibiotika. Dieser „Wettlauf“ kann dazu führen, dass Antibiotika keine krankheitserregenden Bakterien mehr unterdrücken. Als eine Alternative gelten Bakteriophagen, natürliche „Raubtiere“ von Bakterien.

Das Labor für Metagenomanalyse am Skoltech Bio Center beschäftigt sich mit der Erforschung von Bakteriophagen und bakteriellen Immunsystemen. In der Studie analysierte eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung des Laborleiters Artem Isaev die Zusammensetzung eines der therapeutischen Phagencocktails und entdeckte einen neuen Bakteriophagentyp – er erwies sich als wirksamer als bisher bekannte ähnliche Arten.

Der Ergebnisse werden veröffentlicht in Viren.

In einigen Ländern, darunter Russland, sind auf dem Pharmamarkt Phagencocktails erhältlich, die eine Mischung aus Phagen aus natürlichen Quellen enthalten. Oft wird die Zusammensetzung dieser Mischungen nicht bekannt gegeben, sodass Phagen auf genomischer Ebene unerforscht bleiben. Das Team analysierte den Sextophage-Cocktail des russischen Unternehmens Microgen – einem nationalen Hersteller immunbiologischer Medikamente.

„Wir haben eine Studie an E. coli-Bakterien im Labor durchgeführt. Wir haben Phagen ausgewählt, die sie infizieren können, ihre genomische DNA sequenziert und einen interessanten Sxt1-Phagen gefunden“, sagte Polina Iarema, die Hauptautorin der Arbeit und Doktorandin. Student des Studiengangs Life Sciences.

„Es kann nicht nur Labor-E. coli infizieren, mit dem man bequem arbeiten kann, weil es keine Schutzsysteme hat, sondern auch einige natürliche Isolate, die aufgrund der Komplexität der Zellwandstruktur gegen die meisten Phagen resistent sind. Das hat uns überrascht.“ „Da die nächsten Verwandten von Sxt1 diese Barrieren nicht überwinden können, gehen wir davon aus, dass es pathogene Infektionen effektiver bewältigen kann.“

Die Ergebnisse zeigten, dass das Sxt1-Genom den Genomen der T3- und T7-Phagen der Familie Autographiviridae äußerst ähnlich ist. Ihr charakteristisches Merkmal dieser Familie ist die virale RNA-Polymerase, die das Phagengenom transkribiert.

„Trotz der Tatsache, dass Sxt1 sich in der Genomsequenz nicht sehr unterscheidet, infiziert es Bakterien auf eine andere Art und Weise. Unsere Untersuchung begann mit der Untersuchung der in diesem Bakteriophagen kodierten Gene und wie sie sich von denen bestehender bakterieller Phagen unterscheiden, um das zu verstehen.“ die genaue Ursache für seine breitere Spezifität. Wir fanden heraus, dass dieser Bakteriophage verschiedene Fibrillen – oder „Beine“ – und Rezeptoren darauf hat, die Bakterien erkennen“, fügte Oksana hinzu Kotovskaya, Mitautorin des Werks und Ph.D. Student des Studiengangs Life Sciences.

Einer Gruppe von Forschern ist ein wichtiger Schritt hin zu einer detaillierten Untersuchung der Zusammensetzung von Phagencocktails gelungen. Ein genaues Verständnis ihrer Bestandteile wird dazu beitragen, sicherzustellen, dass sie für den Menschen sicher sind.