Μικροβιακή πειρατεία και αντοχή στα αντιβιοτικά
Ερευνητές έχουν αποκαλύψει πώς οι «πειρατές φάγοι» εκμεταλλεύονται άλλους ιούς για να εισέλθουν σε βακτήρια, μεταφέροντας νέο γενετικό υλικό που μπορεί να περιέχει επικίνδυνες ιδιότητες. Η ανακάλυψη αυτή, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell, αποκαλύπτει μια σημαντική διαδρομή μέσω της οποίας τα βακτήρια αποκτούν νέο γενετικό υλικό, συμπεριλαμβανομένων χαρακτηριστικών που τα καθιστούν πιο επικίνδυνα ή πιο ανθεκτικά στα αντιβιοτικά.
Η σημασία των φάγων
Οι φάγοι (ή βακτηριοφάγοι) είναι ιοί που μολύνουν και καταστρέφουν βακτήρια. Είναι από τους πιο άφθονους οργανισμούς στη Γη και συνήθως είναι εξαιρετικά ειδικοί, προσαρμοσμένοι να επιτίθενται μόνο σε ένα συγκεκριμένο είδος βακτηρίου. Δομικά, μοιάζουν με μικροσκοπικές σύριγγες: με μια «κεφαλή» γεμάτη DNA και μια ουρά που καταλήγει σε αγκάθια, τα οποία προσκολλώνται στα βακτήρια και εισάγουν το γενετικό τους φορτίο.
Η ανακάλυψη των cf-PICIs
Ωστόσο, οι φάγοι δεν είναι ασφαλείς από παρασιτικά στοιχεία. Μπορούν να στοχοποιηθούν από μικρά γενετικά στοιχεία γνωστά ως δορυφόροι φάγων, που εκμεταλλεύονται τη γενετική μηχανή του φάγου για να αναπαραχθούν. Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές εστίασαν σε μια ισχυρή οικογένεια δορυφόρων φάγων που ονομάζονται νησίδες χρωμοσωμάτων που σχηματίζουν καψίδια (cf-PICIs). Αυτά τα γενετικά στοιχεία μπορούν να διαδώσουν γονίδια αντοχής στα αντιβιοτικά και ιικότητας και έχουν βρεθεί σε περισσότερα από 200 είδη βακτηρίων. Ωστόσο, το πώς κατάφεραν να μετακινούνται τόσο αποτελεσματικά παρέμενε ασαφές.
Αρχικά ανακαλύφθηκαν από την ομάδα το 2023, οι cf-PICIs μπορούν να κατασκευάσουν τα δικά τους καψίδια (τις «κεφαλές» των ιών), αλλά τους λείπουν οι ουρές, πράγμα που σημαίνει ότι από μόνες τους παράγουν μη μολυσματικά σωματίδια – δηλαδή δεν μπορούν να μολύνουν φάγους. Στην τελευταία τους εργασία, οι ερευνητές του Κέντρου Βιολογίας Αντοχής των Βακτηρίων του Imperial ανακάλυψαν το κομμάτι που έλειπε από το παζλ: οι cf-PICIs εκμεταλλεύονται τις ουρές από άσχετους φάγους, δημιουργώντας υβριδικούς «χιμαιρικούς» ιούς. Το αποτέλεσμα είναι ένας χιμαιρικός φάγος που φέρει DNA cf-PICI μέσα στα δικά του καψίδια αλλά με μια ουρά που προέρχεται από φάγο.
Σημαντικά, ορισμένες cf-PICIs μπορούν να εκμεταλλεύονται ουρές από εντελώς διαφορετικά είδη φάγων, διευρύνοντας αποτελεσματικά την εμβέλεια των ξενιστών τους. Δεδομένου ότι η ουρά καθορίζει ποια βακτήρια στοχοποιούνται, αυτή η πειρατεία δίνει στις cf-PICIs τη δυνατότητα να διεισδύουν σε νέα βακτηριακά είδη, εξηγώντας την εξαιρετική τους αφθονία στη φύση.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι επιπτώσεις θα μπορούσαν να είναι σημαντικές για την επιστήμη. Κατανοώντας και εκμεταλλευόμενοι αυτή τη μοριακή πειρατεία, οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσαν να επανασχεδιάσουν δορυφόρους για να στοχεύσουν βακτήρια ανθεκτικά στα αντιβιοτικά, να ξεπεράσουν σθεναρές βακτηριακές άμυνες όπως οι βιομεμβράνες και ακόμη και να αναπτύξουν ισχυρά νέα διαγνωστικά εργαλεία.
Αυτοί οι πειρατές δορυφόροι δεν μας διδάσκουν μόνο πώς τα βακτήρια μοιράζονται επικίνδυνες ιδιότητες. Θα μπορούσαν να εμπνεύσουν θεραπείες και διαγνωστικά επόμενης γενιάς για να ξεπεράσουν ορισμένες από τις πιο δύσκολες λοιμώξεις που αντιμετωπίζουμε.
