Первый автор Кимберли Сид, доктор философии, и автор-корреспондент Эндрю Камилли, доктор философии, оба из Медицинского факультета Университета Тафтса, и их соавторы проанализировали свойства устойчивости к фагам и последовательности ДНК холерных бактерий, взятых из фаг-положительного стула. образцы от пациентов с холерой из Гаити и Бангладеш, двух стран, где в настоящее время распространены вспышки холеры.Сначала они определили, что бактерии холеры с Гаити изменили свою ДНК, чтобы бороться с фагами. Они сравнили бактерии из Гаити с бактериями из Бангладеш, собранными в течение многих лет, чтобы определить, происходили ли изменения многократно в обеих странах или только в отдельных группах или случаях.
Исследовательская группа обнаружила, что как по времени, так и по географическому признаку, бактерии холеры мутировали во время заражения человека, чтобы обменять свою вирулентность или способность сохраняться и вызывать заболевание человека на способность защищаться от фагов. С другой стороны, у некоторых пациентов бактерии холеры мутировали более консервативным образом, чтобы сохранить вирулентность, но при этом жертвовали своей способностью оптимально расти в окружающей среде. В любом случае кажется, что бактерии холеры обменяли что-то важное, чтобы пережить натиск фагов.
«Это первый раз, когда мы видим, как бактерии холеры защищаются от фагов при заражении людей. Это говорит о том, что эти фаги активно работают в нашу пользу, во-первых, убивая бактерии холеры внутри пациента, а во-вторых, генетически ослабляя бактерии, которые являются ", — сказал старший автор Эндрю Камилли, исследователь Медицинского института Говарда Хьюза, профессор молекулярной биологии. микробиологии в Медицинской школе Университета Тафтса и членом факультета программы молекулярной микробиологии в Школе высших биомедицинских наук им. Саклера при Университете Тафтса.«Это важное открытие предполагает, что мы можем использовать силу фагов для лечения людей с холерой или, возможно, предотвращения холеры у людей, которые, возможно, недавно подверглись воздействию, в качестве альтернативы антибиотикам», — продолжил он.
"Наблюдение за этим быстрым эволюционным изменением холерных бактерий, происходящим во время заражения человека, предполагает, что фаги представляют собой очень серьезную угрозу. И наблюдение за этим на двух разных континентах предполагает, что это не единовременная находка, но что это может происходить постоянно во время вспышек холеры ", — сказал первый автор Сид, ныне доцент кафедры молекулярной, клеточной биологии и биологии развития в Мичиганском университете. «Кроме того, практически все бактерии могут быть инфицированы фагами, которые встречаются везде, где бывают бактерии. Так что это открытие, связанное с холерой, может стать началом более широкого понимания того, как развиваются фаги и бактерии».
Предыдущая работа Камилли и Сид, опубликованная в прошлом году в журнале Nature, предоставила первое доказательство того, что фаг может приобрести полностью функциональную и адаптивную иммунную систему. Они заметили, что фаг может использовать эту приобретенную иммунную систему, чтобы обезвредить фаговую защитную систему холерных бактерий, позволяя фагу в конечном итоге уничтожить своего бактериального хозяина.
Это исследование поддержало идею использования фагов для предотвращения или лечения бактериальных инфекций и расширило представление о том, что фаги могут быть чрезвычайно изощренными бактериальными хищниками. В настоящее время команда изучает детали этой конкретной гонки вооружений между фагами и бактериями в надежде лучше понять, как фаги влияют на вспышки холеры и как мы можем использовать фаги для лечения или предотвращения инфекций.По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно регистрируется от трех до пяти миллионов случаев заболевания холерой и от 100 до 120 тысяч случаев смерти от холеры.
Этим летом по меньшей мере 67 человек в Гане умерли от холеры, а еще 6000 человек заразились. Сообщается, что в северном Камеруне за последние несколько месяцев умерло 200 человек и еще больше заразились. Текущая вспышка болезни в Южном Судане унесла жизни 130 из более чем 5800 случаев заболевания.
На Гаити с начала эпидемии (октябрь 2010 г.) и по март этого года умерло более 8 500 человек из более чем 700 000 зарегистрированных случаев.