Вирусы, инфицирующие бактерии, приводят к развитию хронических ран

Ученые из Медицинской школы Стэнфордского университета показали, что распространенная бактерия Pseudomonas aeruginosa инфицируется вирусом, который значительно увеличивает ее патогенность. P. aeruginosa «стреляет» своими резидентными вирусными частицами, смещая фокус иммунной системы с бактериальной инфекции на эти вирусы. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Впервые было показано, что инфицирующий бактерии вирус, известный как бактериофаг, может индуцировать противовирусный иммунитет и заставлять иммунную систему игнорировать бактериальную инфекцию. Когда ученые создали вакцину против вируса, они показали, что она позволяет значительно снизить способность бактерий инфицировать раны у мышей.

Полученные данные могут лечь в основу разработки новых методов лечения хронических, устойчивых инфекций и раскрывают сложность взаимоотношений между нами и миллиардами бактерий, окружающими нас и обитающими в нашем организме.

В настоящее время не существует одобренных для использования вакцин против P. aeruginosa, и этот инфекционный агент, приобретающий все большую резистентность к антибиотикам является причиной легочный инфекций, инфекций диабетических язв, пролежней и ожогов. В 2017 году ВОЗ признала P. aeruginosa одной из угроз общественному здоровью.

P. aeruginosa часто инфицируется фагом, называемым Pf. Этот фаг живет внутри бактерии, но может выбрасываться в окружающую среду. В своем исследовании ученые часто обнаруживали Pf в ранах, инфицированных P. aeruginosa. 

Авторы проанализировали 111 пациентов с инфицированными незаживающими ранами и обнаружили, что 37 из них были инфицированы P. aeruginosa. В 2/3 ран, в которых обнаруживалась P. aeruginosa, также выявлялся Pf, причем его фракция увеличивалась по мере увеличения персистенции инфекции.

Чтобы доказать, что Pf способствует инфекции P. aeruginosa, а не просто сосуществует с ней, ученые посеяли в небольшие раны на коже у мышей штаммы P. aeruginosa, которые либо содержали, либо не содержали Pf. Было показано, что эти штамы существенно различаются по способности вызывать раневые инфекции. Доза, необходимая, чтобы вызывать инфекцию P. aeruginosa была в 50 раз выше в случае отсутствия Pf.

Затем ученые решили посмотреть, как Pf может влиять на иммунные клетки, чтобы способствовать развитию инфекции P. aeruginosa. В экспериментах in vitro они выявили, что присутствие фага в P. aeruginosa в 10 раз снижало число бактерий, которые поглащались мышиными или человеческими фагоцитами. Как заключил один из членов команды: «фагоциты потеряли аппетит».

Ученые создали вакцину, содержащую белок-компонент Pf и отметили, что она может снижать вероятность развития инфекции, вызванной Pf-положительными P. aeruginosa, примерно наполовину. Также были разработаны антитела, специфически связывающиеся с тем же белком, которые работали так же хорошо, как и вакцина. Исследователи оформили патент на вакцину и планируют проводить доклинические испытания, которые станут первым шагом к клиническим исследованиям.

Авторы считают, что вакцина будет полезна пациентам с муковисцидозом и сахарным диабетом, а также пациентам, длительное время пребывающим в стационарах, для защиты от инфекций, вызванных P. aeruginosa. Также вакцина моежт оказаться эффективной против других патогенных бактерий, таких как E.coli и Klebsiella pneumoniae, которые также могут инфицироваться Pf.

Перевод: Мария Иванова
ИСТОЧНИК