Alternativ till antibiotika - Hur dödar bakteriofager bakteriella superbugs?

Alternativ till antibiotika - Hur dödar bakteriofager bakteriella superbugs?

Ett forskningssamarbete med Monash University har gjort en spännande upptäckt som så småningom kan leda till riktade behandlingar för att bekämpa läkemedelsresistenta bakterieinfektioner, ett av de största hoten mot global hälsa.

En spännande upptäckt som så småningom kan leda till riktade behandlingar för att bekämpa läkemedelsresistenta bakterieinfektioner

Studien, ledd av docent Fasséli Coulibaly från Monash Biomedicine Discovery Institute och professor Trevor Lithgow, publiceras i Nature Communications. Den beskriver användningen av högupplöst bildbehandling för att upptäcka hur virus som kallas fager kan attackera och döda Salmonella Typhi, orsaken till tyfoidfeber, och för att ge forskare en ny förståelse för hur de kan användas i den pågående kampen mot antibiotikaresistens (AMR).

Studien var ett samarbete mellan forskare vid Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI), Monash University Center to Impact AMR och University of Cambridge.

Otrolig "koreografi"

Vad de såg var en otrolig "koreografi" av fagerna när de satte ihop huvudkomponenterna i sina partiklar: ett huvud fyllt med viralt DNA och en svans som användes för att infektera bakterierna.

"Vi såg hur partikelns byggstenar låser sig i en komplicerad koreografi. På molekylär nivå svänger armarna ut och krullar sig runt varandra för att bilda en kontinuerlig kedja som stödjer fagens huvud", säger docent Coulibaly.

"Denna stela ringbrynja ger ytterligare skydd för fagens DNA. Överraskande nog förblir svansen å andra sidan flexibel. Den kan böjas och inte gå sönder eftersom den fångar upp bakterierna och till slut injicerar dem med fag-DNA."

Fager är en klass av virus som infekterar bakterier

Fager är en klass av virus som infekterar bakterier, och varje fag är specifik för den typ av bakterier den kan döda. Fager kan renas till den punkt där de är godkända av FDA för att behandla människor med bakteriella infektioner. Dokumenterade framgångar har uppnåtts i USA, Europa och nyligen Australien.

Vid Monash University tar Center to Impact AMR upp dessa problem och studerar de typer av fager som behövs för nya "fagterapier" för att behandla bakterieinfektioner.

"Detta fynd kommer att hjälpa oss att övervinna ett av de mest kritiska hindren i fagterapier, nämligen en exakt förståelse av hur fager fungerar för att förutsäga och exakt välja ut den bästa fagen för varje patientinfektion i förväg", säger professor Lithgow.

"Det kan hjälpa till att flytta fagterapier från compassionate use, där alla andra behandlingsalternativ har uttömts, till mer utbredd klinisk användning."

Antimikrobiell resistens (AMR) är ett av de största hoten mot den globala hälsan

Antibiotikaresistens (AMR) är ett av de största hoten mot global hälsa, livsmedelssäkerhet och ekonomisk utveckling. Det är en akut hälso- och humanitär kris i Asien som ökar i svårighetsgrad över hela världen.

AMR påverkar alla aspekter av samhället och drivs av många inbördes relaterade faktorer, inklusive överanvändning av antibiotika och bakteriers snabba anpassningsförmåga att utvecklas till läkemedelsresistenta former. Det finns många grupper i riskzonen för AMR-infektioner, inklusive COVID-19-patienter som bär andningsskydd, mödrar och barn under förlossningen, kirurgiska patienter, personer med cancer och kroniska sjukdomar och äldre.

De första författarna till denna studie, Dr. Joshua Hardy och Dr. Rhys Dunstan, använde Ramaciotti Center for Cryo-Electron Microscopy vid Monash University, Monash Molecular Crystallization Facility och Australian Synchrotron för strukturbestämning.