Космический эксперимент открыл новый путь в борьбе с лекарственной устойчивостью бактерий
Уникальная среда микрогравитации на борту Международной космической станции (МКС) изменяет ход эволюционной гонки вооружений между бактериями и поражающими их вирусами-бактериофагами. Это открытие, сделанное исследователями из Университета Висконсин-Мэдисон, может стать ключом к борьбе с устойчивыми к антибиотикам супербактериями.
Учёные провели прямой сравнительный эксперимент, отправив на орбиту культуру кишечной палочки (E. coli) и её естественного врага — бактериофага T7. Параллельно такая же культура развивалась в земных условиях в качестве контрольной группы. В космосе, где гравитация не помогает микроорганизмам активно сталкиваться, фаги изначально испытывали трудности, и процесс заражения бактерий замедлился. Однако впоследствии вирусы адаптировались и успешно атаковали.
Анализ полного генома показал принципиальное отличие: мутации, которые приобрели и бактерии, и бактериофаги в условиях микрогравитации, были совершенно иными по сравнению с земными образцами. Космическая среда заставила их эволюционировать по уникальному пути. Бактериофаги развили мутации, которые усилили их способность прикрепляться к бактериальным клеткам. В ответ кишечная палочка приобрела генетические изменения для блокировки этих атак и лучшего выживания в невесомости.
Самое значимое открытие было сделано, когда изменённые в космосе фаги вернулись на Землю. Оказалось, что специфические мутации в их ключевом белке, отвечающем за связывание с бактерией, позволили вирусам успешно атаковать даже те штаммы устойчивой к лекарствам E. coli, которые были невосприимчивы к обычному бактериофагу. Поскольку E. coli вызывает, в частности, инфекции мочевыводящих путей у человека, это открытие имеет прямое отношение к здоровью.
Исследование, в журнале PLOS Biology, доказывает, что изучение взаимодействия микроорганизмов в экстремальных условиях космоса открывает новые пути для создания усиленных бактериофагов, способных побеждать антибиотикорезистентные бактерии, что является одной из острых проблем современной медицины.