Μια ερευνητική προσπάθεια υπό την ηγεσία του Ōtākou Whakaihu Waka έχει δημιουργήσει έναν λεπτομερή δομικό χάρτη ενός βακτηριοφάγου, προσφέροντας νέες πληροφορίες για το πώς αυτοί οι ιοί θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την καταπολέμηση των ανθεκτικών στα φάρμακα βακτηρίων.
Ο κύριος συγγραφέας, Δρ James Hodgkinson-Bean, ο οποίος ολοκλήρωσε το διδακτορικό του στο Τμήμα Μικροβιολογίας και Ανοσολογίας, αναφέρει ότι οι βακτηριοφάγοι είναι «εξαιρετικά συναρπαστικοί» για τους επιστήμονες που αναζητούν εναλλακτικές λύσεις στα αντιβιοτικά, καθώς η αντοχή στα αντιμικροβιακά φάρμακα συνεχίζει να αυξάνεται.
«Οι βακτηριοφάγοι είναι αβλαβείς για όλα τα πολυκύτταρα όντα και μπορούν να στοχεύουν και να εξοντώνουν με μεγάλη επιλεκτικότητα ένα συγκεκριμένο βακτήριο. Για το λόγο αυτό, αποτελούν αντικείμενο αυξανόμενης έρευνας και εφαρμόζονται στη «φαγοθεραπεία» για την αντιμετώπιση βακτηρίων με υψηλή αντοχή στα φάρμακα», όπως εξηγεί.
Προσθέτει ότι οι βακτηριοφάγοι είναι «εξαιρετικά περίπλοκοι ιοί» που μολύνουν τα βακτήρια χρησιμοποιώντας μεγάλες μηχανικές δομές γνωστές ως «ουρές».
3D ανάλυση της επίθεσης βακτηριοφάγου στο E. coli
Στη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Science Advances, συμμετείχαν ερευνητές από το Otago και το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα. Εξέτασαν τη δομή του Bas63, ενός ιού που μολύνει το E. coli, σε μοριακή κλίμακα για να κατανοήσουν καλύτερα πώς λειτουργεί η ουρά του κατά τη διάρκεια της μόλυνσης.
«Αυτού του είδους η έρευνα είναι σημαντική για να κατανοήσουμε πώς μπορούμε να επιλέξουμε τους βέλτιστους βακτηριοφάγους για θεραπείες και για να κατανοήσουμε τις διαφορές στη μολυσματική συμπεριφορά που παρατηρούμε στο εργαστήριο», λέει ο Δρ Hodgkinson-Bean.
Ο ανώτερος συγγραφέας, αναπληρωτής καθηγητής Mihnea Bostina, επίσης από το Τμήμα Μικροβιολογίας και Ανοσολογίας του Otago, σημειώνει ότι η αυξανόμενη αντοχή στα αντιβιοτικά και οι αυξανόμενες απειλές για την παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια από φυτοπαθογόνα καθιστούν τους βακτηριοφάγους μια όλο και πιο πολύτιμη εναλλακτική λύση.
«Το λεπτομερές μας σχέδιο ενός βακτηριοφάγου προωθεί τον ορθολογικό σχεδιασμό για ιατρικές, γεωργικές και βιομηχανικές εφαρμογές, από τη θεραπεία λοιμώξεων έως την καταπολέμηση των βιοϋμενίων στην επεξεργασία τροφίμων και τα συστήματα ύδρευσης.
Δομικά στοιχεία ενισχύουν την κατανόηση της εξέλιξης των ιών
Σύμφωνα με τον Δρ Hodgkinson-Bean, οι γνώσεις σχετικά με τη δομή των ιών βοηθούν επίσης να διευκρινιστεί ο τρόπος με τον οποίο έχουν εξελιχθεί αυτοί οι ιοί.
«Ενώ το DNA χρησιμεύει γενικά ως ο καλύτερος δείκτης εξέλιξης στους ανθρώπους, η τρισδιάστατη δομή ενός ιού παρέχει περισσότερες πληροφορίες για τις μακρινές εξελικτικές σχέσεις του με άλλους ιούς», λέει.
Η ομάδα εντόπισε χαρακτηριστικά που είχαν παρατηρηθεί στο παρελθόν μόνο σε ιούς που έχουν πολύ μακρινή συγγένεια, αποκαλύπτοντας εξελικτικές συνδέσεις που δεν είχαν καταγραφεί προηγουμένως.
«Γνωρίζουμε από δομικές μελέτες ότι οι βακτηριοφάγοι σχετίζονται με τους ιούς του έρπητα — αυτή η σχέση θεωρείται ότι χρονολογείται δισεκατομμύρια χρόνια πριν από την εμφάνιση της πολυκύτταρης ζωής. Για αυτόν τον λόγο, όταν εξετάζουμε τη δομή των βακτηριοφάγων, εξετάζουμε ζωντανά απολιθώματα, αρχέγονα αρχαία όντα. «Υπάρχει κάτι πραγματικά όμορφο σε αυτό».
