Дослідники з Прінстонського університету описали * бактеріофаг VP882, який може перехоплювати та інтерпретувати комунікаційні сигнали бактерій, та шукають спосіб використовувати цей феномен для підвищення ефективності фаготерапії кишечник інфекцій

Справжньою сенсацією в мікробіології стало відкриття того, що вірус може вловлювати речовини, які використовують для комунікацій, і реагувати на них. Це відкриття також стало основою створення унікальної системи управління бактеріофагами з допомогою штучних хімічних сигналів.

У житті бактеріофага є два варіанти: залишитися в бактерії-господарі у прихованій формі (лізогенний цикл) або вбити її (літичний цикл). У другому випадку, як відомо, тисячі нових фагових частинок виходять із бактерії у пошуках нових господарів. Якщо поряд немає потрібних їм бактерій, вони поступово гинуть. Фаг VP882 знайшов, як знизити ризик такого невтішного сценарію: він чекає, доки бактерії «оголошать», що їх багато, і лише тоді запускають літичний цикл. При цьому у нащадків фага різко зростають шанси знайти хазяїна.

Автори роботи пояснюють, що коли бактеріофаг перебуває в лізогенному стані, він, як усі вважають, не «спить», а чекає, немов у засідці, певні сигнали. Ці сигнали у бактерій були відкриті 25 років тому і отримали назву «почуття кворуму». Вони забезпечують координацію дій бактерій: розподіл, формування біоплівок, виробництво екзополісахаридів, агрегацію клітин тощо. Але досі ніхто не міг припустити, що віруси можуть ці сигнали перехоплювати та інтерпретувати.

Звичайні бактеріофаги вже багато десятиліть використовують для лікування бактеріальних інфекцій, але VP882 – це перший із виявлених фагів, який «вибирає» для вбивства найкращий момент – коли довкола багато бактерій, до яких він специфічний. Дослідники були впевнені, що такий феномен не може бути притаманний лише одному виду бактеріофагів, і швидко знайшли подібні властивості у інших фагів.

Вивчивши молекулярні механізми, який використовує VP882, вчені перепрограмували його таким чином, щоб він розпочинав літичний цикл у відповідь на хімічні сигнали, які дасть дослідник. Більше того, автори роботи стверджують, що фаг VP882, на відміну від інших вірусів, не є вузько специфічним та може атакувати різні неспоріднені види бактерій. Так, в експерименті VP882 «за командою» дослідників знищував збудників кишкових інфекцій: Vibrio cholerae, Salmonella та E. coli.

Можливість генетично модифікувати бактеріофаги таким чином, щоб вони перемикалися з лізогенного циклу на літичну у відповідь на певну хімічну «команду», може значно розширити можливості фаготерапії.

* Silpe JE та Bassler BL. A Host-Produced Quorum-Sensing Autoinducer Controls на Phage Lysis-Lysogeny Decision // Cell, Published: December 13, 2018. DOI: 10.1016 / j.cell.2018.10.059