Ученые модифицировали безвредные бактерии для уничтожения вредных

Исследователи из Сингапура модифицировали ДНК бактерии Escherichia coli, чтобы она сначала обнаруживала присутствие другой бактерии, Pseudomonas aeruginosa, а затем взрывалась, высвобождая особый токсин для ее уничтожения. Работу Чуэ Лу По и Мэтью Вука Чанга из Наньянского технологического университета описывает журнал Molecular Systems Biology.

P. aeruginosa — распространенный микроб, вызывающий трудноизлечимые инфекции у людей, особенно с ослабленным иммунитетом. Обычно она колонизирует желудочно-кишечный тракт или дыхательную систему и, как считается, ответственна за до 10% всех внутрибольничных инфекций. Стандартное лечение — массивные дозы антибиотиков, которые не всегда работают и часто убивают полезные бактерии.

Чтобы решить эту проблему, По и Чанг модифицировали ДНК E. coli так, чтобы она могла обнаруживать молекулу LasR, которую P. aeruginosa использует для коммуникации. При обнаружении LasR E. coli начинает производить токсин пиоцин до полного заполнения, после чего взрывается, высвобождая пиоцин. Этот токсин убивает P. aeruginosa, проделывая отверстия в ее оболочке, что приводит к гибели клетки.

Это первый случай использования бактерий для уничтожения других бактерий, что является шагом вперед в борьбе с инфекционными заболеваниями. Это особенно важно из-за нехватки новых антибактериальных препаратов: за последние десять лет на рынке появилось только два новых, а старые становятся все менее эффективными из-за роста устойчивости.

В лабораторных условиях модифицированные E. coli уничтожили до 99% P. aeruginosa в свободном состоянии. Что еще важнее, они убили почти 90% бактерий в составе биопленок — крупных сообществ, с которыми традиционно сложно бороться.

Главное препятствие для использования таких E. coli в качестве «скрытого агента» — их неспособность активно искать цель, а не пассивно ждать ее появления. Ученые надеются, что вместо E. coli можно будет использовать другие бактерии со способностью к поиску, что, возможно, позволит достичь 100% эффективности.

Следующий этап тестирования — введение модифицированных E. coli мышам, чтобы проверить их работу в живом организме и возможные побочные эффекты.