Исследователи пытаются понять, могут ли вирусы приносить пользу

Во время пандемии COVID-19 люди хорошо осознали, что вирусы могут быть чрезвычайно опасны. Но могут ли вирусы быть полезными? Брайан Хсу стремится выяснить это, изучая вирусы, заражающие бактерии в желудке млекопитающих.

Доцент кафедры биологических наук, Хсу (на фото справа) получил пятилетнюю премию в размере 1,9 млн. долл. от Национального института общих медицинских наук на разработку модели для изучения роли литических бактериофагов, или фагов, как их обычно называют, в кишечнике млекопитающих.

Мы считаем, что фаги играют определенную роль в кишечнике, и это очень трудно изучить, поскольку все взаимосвязано, — сказал Хсу, также являющийся сотрудником Центра новых зоонозных и членистоногих патогенов.

Обычно фаги и бактерии неразрывно связаны друг с другом, поскольку происходит постоянный процесс заражения, и очень трудно разделить фаговые частицы и бактериальные клетки.

Многие организмы, живущие внутри человеческого тела, вносят свой вклад в здоровый микробиом кишечника, одним из которых является виром — сообщество фагов. Фаги — это вирусы, которые вторгаются в бактериальные клетки. Они бывают двух типов: литические фаги, которые реплицируются и убивают клетку бактерии, и умеренные фаги, которые прячутся внутри нее. Эти фаги инфицируют только бактериальные клетки, но ученым мало что известно об их реальной роли в кишечнике человека.

Хсу и его группа исследователей из Научного колледжа планируют удалить литические фаги, не затрагивая бактерии в кишечнике млекопитающих. Это было сделано в культуральной посуде, но не было сделано внутри млекопитающего.

Мы не только уничтожим вирусное сообщество, но и пополним его, чтобы посмотреть, вернется ли оно, сможем ли мы восстановить фаговое сообщество, — сказал Хсу.

Было обнаружено множество корреляций между биомом кишечника и заболеваниями. Вы видите различные составы вирусов, так что есть намеки на то, что здесь есть взаимосвязь или какое-то влияние на здоровье. Но как это происходит — вопрос открытый.

Микробиомы кишечника обычно характерны для отдельных млекопитающих, однако при совместном содержании мышей в одной клетке и на одной подстилке микробиомы оказываются сходными. Команда Хсу будет работать с двумя группами таких мышей. Одна группа пройдет через протокол истощения фагов, а затем получит фаги, выделенные из другой группы, путем пересадки фекалий.

В реальном мире можно использовать трансплантацию фекального вирома, как и трансплантацию фекальной микробиоты, только с фаговой частью, — говорит Хсу.

Трансплантация фекальной микробиоты — это введение здорового кала человека-донора другому человеку с помощью клизмы, колоноскопии или капсулы. Обычно их проводят при изнурительных желудочно-кишечных инфекциях, таких как рецидивирующая инфекция Clostridioides difficile, однако эта процедура не является идеальной. Бактерии, устойчивые к антибиотикам, или патогенные бактерии могут быть случайно пересажены.

Обычно предполагается, что скрининги должны это улавливать, но иногда они этого не делают, — сказал Хсу.

Хсу указал на одно небольшое исследование, в котором бактерии из трансплантата кала были отфильтрованы, но трансплантация фекальной микробиоты все равно успешно лечила рецидивирующую инфекцию Clostridioides difficile. Хотя полученные результаты являются лишь предположительными, они указывают на возможность того, что бактерии — не единственный важный компонент микробиома здорового кишечника.

Хсу считает, что фаги могли сыграть определенную роль в этих и других успешных результатах, оказав положительное влияние на общее бактериальное сообщество.

Фаги также могут помочь в борьбе с растущим числом лекарственно-устойчивых бактерий. В 2016 году в Калифорнийском университете в Сан-Диего врачи успешно использовали фаги для лечения пациента с отказом органов, вызванным бактерией, устойчивой к антибиотикам.

Исследования с использованием фагов для борьбы с лекарственно-устойчивыми бактериями расширяются, но общая картина, реальная роль фагов в кишечнике млекопитающих, до сих пор недостаточно хорошо известна.

Нет хорошей модели для ее изучения, и именно это я и предлагаю сделать, — заключает Хсу.

03.10.2023