Nowe narzędzia przeciwko bakteriom opornym na antybiotyki

model strukturalny bakteriofaga T-4 na poziomie atomowym
(źródło: pl.wikipedia.org)

16-05-2026

     Antybiotyki to jeden z największych triumfów medycyny XX wieku. Problem polega na tym, że bakterie ewoluują - i coraz częściej robią to szybciej, niż jesteśmy w stanie reagować. Potrzebujemy nowej broni, aby skuteczniej walczyć. Jak się okazuje, natura już ją dla nas przygotowała. Wyniki badań z udziałem dr. hab. Rafała Mostowego, prof. UJ z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego ukazały się w czasopiśmie "PLOS Biology".

     Bakteriofagi to wirusy infekujące wyłącznie bakterie - nie ludzi i zwierzęta. Istnieją na Ziemi od miliardów lat i przez ten czas wyspecjalizowały się w precyzyjnym rozpoznawaniu i - jeśli potrzeba - niszczeniu konkretnych szczepów bakterii. Zainteresowanie bakteriofagami jako narzędziem medycznym rośnie, szczególnie w kontekście antybiotykooporności - procesie, w którym bakterie ewoluują i uczą się pokonywać antybiotyki niezależnie od tego, czy my sami je przyjmujemy. Lekooporne szczepy stają się wtedy zagrożeniem dla każdego z nas: nie tylko przy zwykłej infekcji, ale podczas hospitalizacji, operacji czy chemioterapii, kiedy skuteczna antybiotykoterapia bywa kwestią życia i śmierci. Jednym z rozwiązań mogą być właśnie bakteriofagi, ale aby skutecznie te wirusy wykorzystać, trzeba najpierw dobrze zrozumieć, jak działają.

     Pałeczka zapalenia płuc - jedna z głównych przyczyn groźnych zakażeń szpitalnych - chroni się grubą cukrową otoczką, rodzajem chemicznego pancerza, co jest problemem dla naszego układu odpornościowego. Tutaj z pomocą przychodzą fagi, które wyglądają jak miniaturowe mechaniczne pająki: mają głowę, w której przechowują swój materiał genetyczny i nóżki, którymi przyczepiają się do bakterii. Na końcach tych nóżek siedzą wyspecjalizowane białka - swoiste klucze dobrane do konkretnej bakteryjnej otoczki. Przez długi czas sądzono, że te klucze mają jedną formę: enzym zwany depolimerazą, który fizycznie rozgryza cukrowy pancerz.

     Badania zespołu dr. hab. Rafała Mostowego, prof. UJ z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego, przy współpracy z grupą prof. Zuzanny Drulis-Kawy z Uniwersytetu Wrocławskiego, pokazują, że jest to obraz niepełny.

- Aby lepiej zrozumieć, jak fagi rozpoznają bakteryjne otoczki, wpadliśmy na pomysł swoistej archeologii wirusowej. Okazuje się, że bakterie często mają w sobie zakodowane uśpione wirusy - resztki dawnych infekcji, które zamiast zniszczyć bakterię, wbudowały się w jej DNA i tam pozostały. Postanowiliśmy je przeszukać za pomocą komputerów. Używając metod uczenia maszynowego, szukaliśmy statystycznych powiązań między białkami tych uśpionych wirusów a typem otoczki ich bakteryjnego gospodarza. Innymi słowy: która sekwencja białkowa "pasuje" do której bakteryjnej otoczki - wyjaśnia dr hab. Rafał Mostowy, prof. UJ.

     I dodaje: - Wyniki nas zaskoczyły, gdyż obok spodziewanych enzymów rozgryzających pancerz otoczki, w tym wielu nowych, znaleźliśmy zupełnie inną klasę białek - takich, które zamiast niszczyć pancerz, odcinają jego drobne chemiczne dekoracje. Wyobraźmy sobie, że otoczka bakterii to nie gładka ściana, ale ściana pokryta tysiącami małych haczyków. Niektóre wirusy tę ścianę wyburzają, a inne, jak odkryliśmy, po cichu odrywają haczyki. Mechanizm ten wystarczy, aby mogły dostać się do środka. Zaczęliśmy od kodu. Komputer wskazał nam interesujące sekwencje DNA, my zamieniliśmy je w prawdziwe białka w laboratorium i okazało się, że działają. To jest ten moment w nauce, dla którego warto pracować.

     W praktyce oznacza to, że fagom przypisuje się znacznie bogatszy zestaw narzędzi, niż dotąd sądzono. Ale dlaczego to ważne? Bo każdy nowo odkryty mechanizm rozpoznawania bakteryjnej otoczki to potencjalnie nowe narzędzie terapeutyczne - coś, co można zaprojektować, zmodyfikować i skierować przeciwko konkretnym, opornym szczepom. Bakterie nieustannie ewoluują i zmieniają swoje otoczki. Im więcej wiemy o tym, jak fagi radzą sobie z tą różnorodnością, tym lepiej jesteśmy przygotowani na kolejne zagrożenia.

red.   

źródła: Biuro Prasowe UJ

Wyniki opublikowano w "PLOS Biology". Badania zostały dofinansowane przez Narodowe Centrum Nauki, Narodową Agencję Wymiany Akademickiej oraz European Molecular Biology Organisation.

Materiał pochodzi z portalu Internetowy Kurier Proszowski (https://www.24ikp.pl)

Zapraszamy!