Bakterie mají jednu velmi nepříjemnou schopnost – dokážou se velmi rychle vyvíjet a adaptovat na měnící se prostředí. Díky tomu se dovedou přizpůsobit například také antibiotikům, látkám, které je mají zahubit. Takové bakterie vykazují rezistenci a antibiotika na ně neúčinkují. Z pohledu lékaře, terapie selhává a infekce u pacienta i po aplikované léčbě přetrvává.

Nyní ale vědci z University of California San Diego použili proti rezistentním bakteriím novou zbraň – viry, které vytrénovali, aby bakterie efektivněji zabíjely.

Pokud je skupina organismů vystavena stresujícím podmínkám, část z nich přežívá lépe než ten zbytek. Mohou za to náhodné mutace v genech, které těmto jedincům poskytují jisté výhody. Časem pak tyto výhodné mutace v populaci převládnou. Takto probíhá evoluce. Svým způsobem se jedná o úchvatný proces, který umožňuje životu překonat všechny nesnáze. Jsou ale případy, kdy bychom si přáli, aby život nastalým nesnázím podlehl.

Geny se předávají primárně z rodičů na potomky (tzv. vertikální přenos), u bakterií ale mimo to probíhá ještě tzv. horizontální přenos, kdy jsou geny přenášeny mezi jednotlivými buňkami v rámci stejné generace. Pokud se bakterie vyskytne v prostředí s antibiotikem a podaří se jí vyvinout si rezistenci, dochází k velmi rychlému přenosu této rezistence mezi další bakterie – výhodný gen není přenášen jen na potomky dané bakterie, ale i na její „sourozence“.

V dnešní době se stále častěji setkáváme s multirezistentními bakteriemi, na které neúčinkují žádná dostupná antibiotika. A situace se bude zcela jistě dále zhoršovat. Dle světové zdravotnické organizace antibiotická rezistence dokonce patří mezi nejvážnější hrozby pro zdraví lidí. Vědci se proto snaží přijít s řešením. Jednou z možností, která se nabízí, je také léčba pomocí fágů.

Bakteriofágy (zkráceně též fágy) jsou viry, které se specializují na bakterie. Eukaryotické buňky, a tedy ani ty lidské, tak vůbec nenapadají.

Možné využití fágů pro léčbu bakteriálních infekcí bylo studováno již dříve, volbou číslo jedna se ale nakonec stala antibiotika. V současnosti však tento způsob léčby pomalu přestává plnit svoji funkci, a tak se pozornost obrací zpět k fágům.

V rámci nové studie publikované v časopisu PNAS se vědcům podařilo „vytrénovat“ fágy, aby efektivněji zabíjeli bakterie. Fágové viry byly kultivovány společně se svými cílovými bakteriemi po dobu 28 dní, díky čemuž měly dostatek času se přizpůsobit obranným mechanismům bakterie a obejít je.

Následně byly vytrénovanými viry infikovány další populace bakterií a výsledný efekt byl jednoznačný – trénované fágy bakterie zabíjeli až tisíckrát efektivněji než ty netrénované, a navíc dokázali růst bakteriální kultury potlačovat třikrát až osmkrát déle.

„Ačkoli se bakterie pokusily vyvinout si rezistenci i k trénovaným fágům, fágy se tomu přizpůsobili a vyvinuli si mutace, které jim tyto překážky kladené bakteriemi, pomohli překonat,“ popisuje Justin Meyer, vedoucí autor studie. „Využíváme vlastně fágův vlastní algoritmus vylepšování – evoluci přirozenou selekcí – abychom znovu získali jeho terapeutický potenciál.“

Studie poskytuje další důkaz, že fágová terapie by mohla v praxi velmi efektivně fungovat. Fágová terapie byla již v praxi experimentálně použita. Před několika lety byla aplikována u pacientky s těžkou infekcí. Té se pravděpodobně díky ní podařilo přežít. Fágy nemusí bakterie nutně zabíjet. Dostačující je, když fágy bakterie oslabí natolik, že ty pak nedokážou odolávat antibiotikům, která jsou nasazena společně s fágy.

Originální publikace: https://www.pnas.org/content/118/23/e2104592118

Zdroj: New Atlas, zdroj titulního obrázku: iLexx, iStock