Bakteriophagen, Superbugs und der US-Soldat
„Antibiotikaresistenz ist eines der drängendsten Probleme der öffentlichen Gesundheit weltweit. Armeewissenschaftler haben eine neue Waffe zur Bekämpfung von Super-Bugs entwickelt, die Soldaten schützen und den Widerstand bekämpfen können.
Bakteriophagen, ein Virus, das sich innerhalb von Bakterien infiziert und vermehrt, tötet Bakterien über andere Mechanismen als Antibiotika ab und kann gezielt gegen bestimmte Stämme vorgehen. Dies macht sie zu einer attraktiven Option für die Überwindung von Multiresistenzen. Das schnelle Auffinden und Optimieren wohldefinierter Bakteriophagen zur Verwendung gegen ein bakterielles Ziel ist jedoch eine Herausforderung.
Forscher des MIT-Instituts für Soldatennanotechnologien haben einen Weg gefunden, dies zu erreichen. Die US-Armee gründete das Institut im Jahr 2002 als interdisziplinäres Forschungszentrum, um den Schutz, die Überlebensfähigkeit und die Einsatzfähigkeit des Soldaten sowie von Plattformen und Systemen, die Soldaten unterstützen, dramatisch zu verbessern.
„Dies ist eine entscheidende Entwicklung im Kampf gegen diese Superbugs“, sagte Dr. James Burgess, Programmmanager, Institut für Soldatennanotechnologien, Army Research Office, ein Mitglied des Army Research Laboratory des US-Army Combat Capabilities Development Command. „Die Suche nach einem Heilmittel für antibiotikaresistente Bakterien ist besonders wichtig für Soldaten, die in Teilen der Welt eingesetzt werden und auf unbekannte Krankheitserreger oder sogar antibiotikaresistente Bakterien stoßen. Verwundete Soldaten sind noch anfälliger für Infektionen, und sie könnten mit diesen drogenresistenten Insekten nach Hause kommen. “
In dieser in Cell veröffentlichten Studie zeigten MIT-Biotechniker, dass sie Bakteriophagen schnell programmieren können, um verschiedene E. coli-Stämme abzutöten, indem sie Mutationen in einem viralen Protein vornehmen, das an Wirtszellen bindet. Die Ergebnisse zeigten, dass diese manipulierten Bakteriophagen auch weniger wahrscheinlich Resistenzen bei Bakterien hervorrufen.
„Wie wir in den Nachrichten immer mehr sehen, entwickelt sich die bakterielle Resistenz weiter und wird für die öffentliche Gesundheit immer problematischer“, sagte Timothy Lu, Professor am MIT für Elektrotechnik und Informatik sowie für Biotechnik und Studien leitender Autor. „Phagen stellen eine ganz andere Art der Abtötung von Bakterien dar als Antibiotika, die zu Antibiotika komplementär sind, anstatt zu versuchen, sie zu ersetzen.“
Die Forscher entwickelten mehrere gentechnisch veränderte Phagen, die im Labor gezüchtete E. coli töten könnten. Einer der neu geschaffenen Phagen war auch in der Lage, zwei E. coli-Stämme, die gegen natürlich vorkommende Phagen resistent sind, bei einer Hautinfektion bei Mäusen zu eliminieren.
Die Food and Drug Administration hat eine Handvoll Bakteriophagen zur Abtötung schädlicher Bakterien in Lebensmitteln zugelassen. Sie wurden jedoch bisher nicht häufig zur Behandlung von Infektionen eingesetzt, da es schwierig und zeitaufwendig sein kann, natürlich vorkommende Phagen zu finden, die auf die richtige Art von Bakterien abzielen.
Um die Entwicklung solcher Behandlungen zu vereinfachen, hat Lus Labor an technisch hergestellten viralen Gerüsten gearbeitet, die sich leicht für verschiedene Bakterienstämme oder verschiedene Resistenzmechanismen umwandeln lassen.
„Wir glauben, dass Phagen ein gutes Werkzeug sind, um Bakterien in einem komplexen Ökosystem abzutöten und abzubauen, aber auf eine gezielte Weise“, sagte Lu.
Die Forscher wollten einen Weg finden, um den Prozess der Anpassung von Phagen an eine bestimmte Art von Bakterien zu beschleunigen. Sie entwickelten eine Strategie, mit der sie in kürzester Zeit eine viel größere Anzahl von Schwanzfaservarianten erstellen und testen können.
Sie erzeugten Phagen mit etwa 10 Millionen verschiedenen Schwanzfasern und testeten sie gegen mehrere E. coli-Stämme, die sich als resistent gegen den nicht-gentechnisch veränderten Bakteriophagen erwiesen hatten. Eine Möglichkeit, wie E. coli gegen Bakteriophagen resistent werden kann, besteht darin, LPS-Rezeptoren so zu mutieren, dass sie verkürzt werden oder fehlen. Das MIT-Team stellte jedoch fest, dass einige seiner gentechnisch veränderten Phagen sogar E. coli-Stämme mit mutierten oder fehlenden LPS-Rezeptoren abtöten können.
Die Forscher planen, diesen Ansatz auf andere von E. coli verwendete Resistenzmechanismen anzuwenden und Phagen zu entwickeln, die andere Arten von schädlichen Bakterien abtöten können.
„Die Möglichkeit, diese nicht nützlichen Stämme selektiv zu treffen, könnte uns viele Vorteile in Bezug auf die klinischen Ergebnisse beim Menschen bringen“, sagte Lu.“
Übersetzung der Quelle: http://outbreaknewstoday.com/bacteriophages-superbugs-and-the-us-soldier-29164/
