Американські генетики нацькували кишкову паличку на синьогнійну в надії вирішити проблему внутрішньолікарняних інфекцій
Про синьогнійної палички (Pseudomonas aeruginosa) багато говорять в контексті однієї з головних проблем сучасної медицини - резистентності патогенних мікробів до антибіотиків. Якщо пацієнту в лікарні раптово стає погано, і антибактеріальні засоби не спрацьовують, то зазвичай головним підозрюваним стає саме "сінегнойка" - агресивний мешканець хірургічних відділень. Справитися з цією псевдомонадами, що вважається "шибко розумної", часом дуже непросто. Хворих ховають тисячами. Варіанти вирішення проблеми з`являються в різних НДІ десятками.
У черговій спробі приборкати патоген, вчені з Массачусетського технологічного інституту (МІТ) генетично модифікували добре знайому кожному мікробіологові-практику бактерію E.Coli - кишкову паличку. Модифікували так, що вона "навчилася" вистежувати сінегнойку і вбивати клітини її досі невразливих колоній, "обожнюють" рани і абсцеси.
Розробкою нешкідливого для людини штаму кишкової палички займалася група професора Рона Вайса (Ron Weiss, на фото нижче), фахівця в області синтетичної біології. "Бактеріологічне зброя" Вайса знаходить клітини синьогнійної палички, грубо кажучи, по запаху.
Організми Pseudomonas aeruginosa спілкуються один з одним усередині колонії за допомогою різних сигнальних речовин. Характерним для синьогнійної палички секретом є з`єднання 3-оксододеканол-гомосерінлактон (3oC12HSL). Модифікована E.Coli реагує на цю речовину, зв`язуючись з ним особливим протеїном, і, виявивши псевдомонадами, вбиває її за допомогою отрути, що отримав назву бактеріоцини. Потрапляючи всередину клітини синьогнійної палички, рухомий і стійкою до більшості антибіотиків, бактеріоцини руйнує її ДНК.
На створення бактерії-воїна чарівників з МІТ надихнуло буденне поведінка самих мікробів. Професор Вайс пише, що за допомогою бактеріоцинів мікроорганізми регулюють чисельність своїх популяцій. Наприклад, якщо окрема бактерія відчуває дефіцит поживних речовин, вона виробляє і виділяє токсини, які містять білкові речовини, які перфорируют клітинні стінки бактерій. Кожен вид мікробів може вбивати власним Бактеріоцини лише собі подібних. Але в сучасних умовах вдалося змусити кишкову паличку виробляти отруту, призначений для збудника госпітальних інфекцій. Такі токсини є химерними, "знайомими незнайомцями", і синьогнійна паличка поки не вміє виробляти до них імунітет.
Рон Вайс і його колеги показали, що генетично модифікована кишкова паличка в лабораторній рідкій культурі вбиває "сінегнойку", не завдаючи шкоди собі, а також іншим безпечним бактеріям. Додавання концентрату "клітин-убивць" в культуру P. aeruginosa на агарі призвело до уповільнення зростання колонії патогена на 97%.
Тобто, ідея расботоспособна, але її втілення вимагає безлічі оптимізацій до того, як можна буде говорити про клінічних тестах. По-перше, в пілотної версії новий штам кишкової палички недостатньо сильний - для того, щоб убити одну клітку псевдомонади, потрібні зусилля 100 тисяч клітин модифікованої E.Coli. Щоб збільшити ефективність, треба змусити штучний штам виробляти набагато більше потрібних в роботі білків - того, що входить до складу токсину, і того, який "винюхує" сигнальні молекули резистентних патогенів.
Фахівці з МІТ вважають, що теоретично можливо зробити лікувальний штам кишкової палички в 20 разів сильніше дослідного екземпляра. І тоді випробувати на ссавців, а також подумати про можливі лікарських формах прибутків.
