Virus iz otpadnih voda Lucerna može zaštiti bebe: Novi tretman sprečava meningitis bez antibiotika

Meningitis kod novorođenčadi jedna je od najopasnijih infekcija u detinjstvu. Često je opasan po život i može izazvati ozbiljna i trajna oštećenja, uključujući razvojne probleme kod dece koja prežive. Iako je meningitis, na sreću, redak kod novorođenčadi, češći je kod prevremeno rođenih beba, pogađajući jedno od svakih 500 takve odojčadi u industrijalizovanim zemljama, a verovatno i više u zemljama u razvoju.

Jedan od vodećih patogena odgovornih za ove slučajeve meningitisa je K1 oblik bakterije E. coli. Sada su istraživači sa ETH Cirih i Univerziteta u Bazelu razvili pristup koji teži da spreči prenošenje na novorođenčad, piše EurekAlert!

Preporučujemo

Da bi se razumeo ovaj pristup, mora se početi od creva odraslih: kod svakog trećeg zdravog odraslog čoveka, E. coli K1 je deo crevne flore. Kao tihi stanovnik creva, bakterija ne izaziva probleme u ovom okruženju. Nju drže pod kontrolom druge bakterije i funkcionalan imunosistem.

Međutim, ako majka koja čeka dete nosi ovaj patogen, on se može preneti na dete tokom porođaja i dospeti u njegova creva. Kod prevremeno rođenih beba čiji je imunosistem još slab, patogen može dospeti u krvotok i migrirati do mozga, gde izaziva tešku upalu.

Istraživači predvođeni Emom Slek, profesorkom mukozne imunologije na ETH Cirih, i Mederikom Dijarom, profesorom biologije infekcija Univerziteta u Bazelu, žele da zaustave prenos pre nego što se on uopšte dogodi. Njihova ideja je da eliminišu patogen kod trudnica koje ga nose u svojim crevima, ali to je lakše reći nego učiniti.

Pre godinu dana, dvoje istraživača iz Ciriha i Bazela već su zajednički razvili koncept za iskorenjivanje drugih patogena koji žive u crevima. Tada su koristili kombinovanu terapiju sa dve komponente: oralnu vakcinaciju koja slabi patogenu bakteriju, nakon čega sledi doza bezopasnih mikroba koji se takmiče sa oslabljenim patogenom za hranu, izgladnjuju ga i na kraju potiskuju. U eksperimentima na miševima, istraživači su pokazali da ovaj pristup može eliminisati određene sojeve salmonele i E. coli u crevima.

Međutim, K1 oblik E. coli je težak protivnik: za razliku od drugih bakterija E. coli, zaštićen je klizavim spoljašnjim slojem. To sprečava antitela stvorena oralnom vakcinacijom da napadnu bakteriju.

Tim istraživača predvođen Slekovom i Dijarom je proširio svoj prethodni dvosmerni pristup trećom komponentom poznatom kao bakteriofagi (ili jednostavno fagi). To su virusi koji specifično inficiraju i ubijaju bakterije.

Ipak, bakterije mogu da se promene kako bi izbegle opasnost koju predstavljaju ovi virusi. Fagi napadaju bakterije tako što se vezuju za zaštitni sloj, a bakterije pokušavaju da to spreče prolazeći kroz neku vrstu brze evolucije u kojoj se taj sloj odbacuje. Brzo u ovom slučaju znači da im je, s obzirom na to da su bakterije tako brojne i da se tako brzo razmnožavaju, potrebno manje od 24 sata da se prilagode.

- Ovo je u suštini mehanizam rezistencije koji bakterije koriste protiv faga. Mi koristimo ovaj mehanizam u svoju korist: antitela formirana oralnom vakcinacijom su efikasna protiv K1 bakterija koje više nemaju svoj zaštitni omotač – kaže Slekova.

Projekat je uključivao potragu za efikasnim sojevima faga. Naučnici generalno nalaze fage na mestima koja su dom za mnogo bakterija: u vodama bogatim hranljivim materijama, crevnoj flori ili, veoma često, u otpadnim vodama i postrojenjima za njihovo prečišćavanje. Što se tiče faga korišćenih u ovoj studiji, istraživači iz Biozentrum-a u Bazelu pronašli su ono što su tražili u uzorcima otpadnih voda iz postrojenja za prečišćavanje aglomeracije Lucern. Iz takvog uzorka, njihov laboratorijski rad je uspešno izolovao nekoliko faga koji su posebno efikasni u napadu na bakteriju E. coli K1.

U eksperimentima sa trudnim miševima, koje su istraživači prethodno zarazili patogenom E. coli K1, uspeli su da demonstriraju efikasnost svog trostrukog tretmana. Istraživači su miševima prvo dali fage koji su primorali bakterije da odbace svoj zaštitni oklop. Drugo, primenili su oralnu vakcinaciju koja je stvorila antitela u crevima kako bi oslabila bakterije. Treće, dali su im bezopasnu probiotsku bakteriju koja bi mogla da se takmiči protiv oslabljenih bakterija i zauzme njihovu ekološku nišu u crevima.

U kontrolnom eksperimentu u kojem istraživači nisu lečili majke, E. coli K1 je preneta na 83 procenta mladih jedinki pri rođenju. Nasuprot tome, trostruki tretman je značajno smanjio nivo E. coli K1 u crevima majki, tako da je patogen prenet na samo 23 procenta mladih. Ostalo potomstvo je bilo zaštićeno.

Istraživači su sada željni da nastave sa svojim pristupom kako bi razvili tretman za ljude. U svetu u kojem efikasni antibiotici postaju sve ređi, potrebni su nam novi terapijski pristupi, kaže Slekova.

- Bakterije kao što je E. coli K1 je teško savladati. Naš pristup je potencijalno jedini koji se može koristiti za borbu protiv ovog patogena i drugih bez upotrebe antibiotika – rekla je Slekova.

Ne samo da E. coli K1 može izazvati slučajeve meningitisa kod novorođenčadi, koji se danas moraju lečiti antibioticima u trci s vremenom, već je i jedan od najčešćih uzročnika cistitisa i pijelitisa – infekcija koje takođe mogu dovesti do teških slučajeva sepse.

Profesorka sa ETH ne vidi nikakve veće prepreke razvoju efikasnog tretmana za ljude.

- Oralne vakcine, probiotici, pa čak i fagi se već koriste u medicini – kaže ona.

Biće moguće, dodaje ona, spakovati sve tri komponente u jednu kapsulu koju ljudi mogu jednostavno da progutaju.

Studija je objavljena u žurnalu Nature Communications.

(Telegraf Nauka/EurekAlert!)