Вирусная тёмная материя раскрыта: метагеномная база данных обнаруживает бактерицидный фермент фагового происхождения
В новаторском исследовании, опубликованном в Cell Host & Microbe, учёные из Университета Осаки и Института медицинских наук Токийского университета представили метагеномные данные о кишечных бактериях и вирусах, полученные из образцов фекалий 101 здорового жителя Японии. Этот анализ, использующий ассоциации бактерий-хозяев и фагов, позволил обнаружить бактерицидные ферменты фагового происхождения, контролирующие патобионты. В качестве доказательства концепции было показано, что фаговые эндолизины регулируют инфекцию, вызванную C. difficile, у мышей.
Нарушения в микрофлоре кишечника человека, известные как дисбиоз, связаны с различными заболеваниями. Изменённое микробное разнообразие нарушает полезные эффекты кишечной микрофлоры хозяина, что заставляет некоторые комменсальные симбиотические бактерии приобретать вирулентные свойства, пролиферировать и напрямую участвовать в развитии болезни. Эти бактерии называются «патобионтами» и отличаются от оппортунистических патогенов.
C. difficile — грамположительная, образующая споры анаэробная бактерия — является патобионтом и основной причиной внутрибольничной диареи после лечения антибиотиками. Поскольку использование антибиотиков сопряжено с риском уничтожения полезных бактерий и усугубления дисбиоза, разработка методов специфического воздействия на кишечные патобионты крайне важна.
«Фаги, несомненно, могут быть применимы в качестве высокоспецифичной терапии для элиминации кишечных патобионтов», — считает профессор Сатоси Уэмацу. Информация об инфекционных ассоциациях между фагами и бактериями в кишечнике человека необходима для разработки фаговых терапий. Получив метагеномную информацию об ассоциациях бактерий и фагов из образцов фекалий 101 здорового человека с помощью созданного конвейера анализа вирома (известного как «вирусная тёмная материя» из-за недостаточной изученности), исследователи провели скрининг специфичных для C. difficile фагов и идентифицировали новые бактерицидные ферменты как in vitro, так и in vivo.
«Накопление большего количества метагеномной информации о кишечных фагах и бактериях откроет возможность разработки методов лечения различных заболеваний, связанных с дисбиозом», — говорят доктор Косукэ Фудзимото и профессор Сэйя Имото.