Domů     Medicína
V Brně popsali chytrý vir. Umí zničit bakterii, na niž už nepůsobí antibiotika
Jan Zelenka 9.9.2024

Výzkumný tým Pavla Plevky z institutu CEITEC Masarykovy univerzity popsal strukturu a replikační cyklus bakteriofága, který si dokáže bez problémů poradit s bakterií, proti níž přestávají působit existující antibiotika..

Je to obrovská naděje pro lidi s oslabenou imunitou nebo chronickým onemocněním, jimž hrozí vážné infekce.

Bakteriofágy jsou viry, které se množí v bakteriálních buňkách. Když se z bakterie uvolní fágové potomstvo, bakteriální buňka praskne a zahyne. Díky tomuto účinku se fágy začínají těšit větší pozornosti jako potenciální léčiva na patogenní bakterie rezistentní na antibiotika.

Schéma replikačního cyklu fága JBD30. Foto: CEITEC MUN

Unikát JBD30

Výzkumný tým Pavla Plevky z CEITEC Masarykovy univerzity nyní popsal strukturu a replikační cyklus bakteriofága JBD30, který infikuje a ničí bakterii Pseudomonas aeruginosa. Ta u lidí způsobuje život ohrožující infekce dýchacích a močových cest a u lidí s oslabenou imunitou nebo u chronicky nemocných například cystickou fibrózou vyvolává závažné infekce.

Přestože fágy jsou nejpočetnější skupina organismů na naší planetě, mnohé aspekty jejich životního cyklu nám zůstávají utajeny. Avšak v tomto případě strukturní virologové pomocí kryo-elektronové a super-rezoluční fluorescenční mikroskopie sestavili podrobný obraz toho, jak setkání fága JBD30 a bakterie P. aeruginosa probíhá.

Infekce bakterie Pseudomonas aeruginosa fágem JBD30. Snímek z transmisního kryo-elektronového mikroskopu zobrazuje bakterii P. aeruginosa s fágy JBD30 navázanými na pilech  Foto: CEITEC MUNI

Boj v mikrosvětě

Částice fága JBD30 je tvořena hlavičkou a bičíkem, který má tvar dlouhé trubičky. Jako většina virů je fág JBD30 velmi malý, délka jeho částice je 0,0002 milimetru, což je přibližně 10krát méně než průměr vlákna pavučiny.

Konec bičíku JBD30 je vybaven háčky, které fágu umožňují přichytit se na bakteriální pili. Pili jsou tenká vlákna, která bakterie opakovaně vysunují a zatahují a slouží jako jakési vrhací kotvy, pomocí nichž se bakterie posunují po povrchu.

„Bakterie se pomocí pilů pohybují, zkoumají své okolí a tvoří biofilm. Střídavé zatahování pilů je pro pohyb bakterií zásadní, čehož fág JBD30 chytře využívá. Pomocí háčků na konci bičíku se fág přichytí na pilus a počká, až si ho bakterie k sobě sama přitáhne,“ říká hlavní autorka výzkumné práce Lucie Valentová.

Specificita interakce mezi háčkem na bičíku fága a pilem navíc orientuje částici fága JBD30 tak, že navázání fága na buňku připomíná přistání kosmického modulu na povrchu Měsíce. „Po dosednutí na povrch se trojnožka fágových receptor vazebných proteinů otevře a vypustí z konce bičíku proteiny, které vytvoří kanál napříč buněčnou stěnou bakterie.

Tímto kanálem pak fág vpraví svůj genetický materiál dovnitř buňky,“ doplňuje Pavel Plevka. „Fágová DNA následně převezme kontrolu nad bakteriální buňkou a využije ji pro vlastní kopírování a k tvorbě nových fágových částic,“ uzavírá Lucie Valentová.

Struktura virionu fága JBD30. Virion fága JBD30 se skládá z hlavičky, bičíku a bazální destičky. Vlevo kompozitní mapa virionu fága JBD30 vyřešená pomocí kryo-elektronové mikroskopie, vpravo snímek z elektronového mikroskopu. Velikost měřítka je 20 nm. Foto: CEITEC MUNI

Výbuch podobný ohňostroji

Výsledky výzkumu, který vyšel ve vědeckém časopise EMBO Journal, také odhalily, co se děje v infikované bakteriální buňce. „Podařilo se nám vyfotit, jak se uvnitř buněk sestavují nové fágové částice. Hlavičky fága se nejdříve seskládají v nezralé formě a pak se naplní DNA nesoucí fágovou genetickou informaci.

K naplněným hlavičkám se posléze připojí bičíky, které se sestavily nezávisle,“ vysvětluje Pavel Plevka. V závěru infekčního cyklu fág produkuje enzymy, které zevnitř narušují buněčnou stěnu bakteriální buňky, až dojde k jejímu výbuchu.

„Pod mikroskopem vypadá rozpad bakterií trochu jako ohňostroj. Buňky praskají a do svého okolí uvolňují nové fágy,“ zakončuje Lucie Valentová. Způsob, jakým fág JDB30 infikuje a zabíjí bakterie je odlišný od mechanismů působení antibiotik, které blokují specifické životně důležité funkce bakteriálních buněk.

Související články
Mycí houba na okraji vany a animovaná postavička Sponge Bob: Asi to si nejspíš představíte při otázce, jak se dají využít mořské houby. Jenže to byste je velice podcenili. Jsou totiž obrovskou a zatím jen z nepatrné části prozkoumanou inspirací pro vývoj nových léků. Nejde o žádnou novinku, už někdy v polovině minulého století se začalo […]
O tom, že lidé byli v jednom psychologickém pokusu ochotni udělovat druhému člověku překvapivě vysoké šoky jste již pravděpodobně slyšeli. Dnes si ale o Milgramově experimentu povíme trochu jinak – dozvíte se i to, co se běžně neříká. Předně se běžně neříká, že se nejednalo o experiment, ale o experimenty a míra poslušnosti se v nich dosti […]
Neurovědcům a neurologům z univerzit v australském Sydney se podařilo potlačit u myší instinkt utéct a schovat se před nebezpečím. Zjistili, že při tom spolupracují dvě oblasti mozku. Doufají, že by tato zjištění mohla do budoucna pomoci potlačovat úzkosti a posttraumatickou stresovou poruchu u lidí. Když nad sebou myši spatří rýsující se stín dravce, instinkt […]
Mezinárodní tým vědců provedl důkladnou analýzu DNA téměř 3 milionů lidí, aby zmapoval, které genové varianty zvyšují pravděpodobnost propuknutí bipolární poruchy. Nová studie výrazně zvýšila jejich předpokládaný počet! Bipolární porucha je psychiatrický stav, pro který jsou charakteristické extrémní změny nálady a energie, kdy jsou euforické až manické stavy střídány stavy beznaděje, označovanými jako depresivní epizody. […]
Vědci z Nigérie ve spolupráci s odborníky z Ineos Oxford Institute for antimicrobial research (IOI) zjistili, že mouchy přítomné v afrických nemocnicích přenášejí bakterie, které jsou odolné vůči antibiotikům, a to dokonce i vůči lékům poslední záchrany. Antimikrobiální rezistence (AMR), při níž si patogenní organismy, jako jsou viry a bakterie, vyvinou odolnost vůči lékům používaným […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz