Virusi mutirani u svemiru za bolje antibiotike

Istraživači s američkog Sveučilišta Wisconsin–Madison i njihovi kolege iz biotehnološke tvrtke Rhodium Scientific, dopremili su spremnik prepun virusa i bakterija na Međunarodnu svemirsku postaju ISS.

Znanstvenici su na svemirskoj postaji inkubirali različite kombinacije bakterija i faga (virusa bakteriofaga) 25 dana, dok je istraživački tim predvođen biokemičarom Vatsanom Ramanom provodio iste eksperimente u Madisonu na Zemlji.

Bakterije i fagi postoje u evolucijskoj 'utrci u naoružanju', gdje bakterije razvijaju obranu protiv faga, koji pak razvijaju načine da ih poraze.

Istraživači su testirali interakcije bakterija i faga u četiri različite vremenske točke, s jednim eksperimentom u uvjetima gotovo bestežinskog stanja na Međunarodnoj svemirskoj postaji u usporedbi s eksperimentom na Zemlji.

Kažu da su fagi sporije inficirali bakterije u svemiru, ali su uspjeli u najduljem vremenskom razdoblju. Čini se da su mutacije DNK uzrokovane svemirom pojačale bakterijsku obranu, ali su također pomogle fagima da se vežu za bakterije i inficiraju ih.

Značajno je da su fagi koji su akumulirali genetske razlike u svemiru bili učinkovitiji od faga vezanih za Zemlju u napadu na obično otporan bakterijski soj sa Zemlje. Tim kaže da ovo otkriće ima potencijalne implikacije u borbi protiv otpornosti na antibiotike.

Fagi na svemirskoj postaji postupno su akumulirali specifične mutacije koje bi mogle pojačati infektivnost faga ili njihovu sposobnost vezanja receptora na bakterijskim stanicama. U međuvremenu, bakterija E. coli na svemirskoj postaji akumulirala je mutacije koje bi mogle zaštititi od faga i poboljšati uspjeh preživljavanja u gotovo bestežinskim uvjetima.

Istraživači su zatim primijenili tehniku ​​visokog protoka poznatu kao skeniranje dubokih mutacija kako bi detaljnije ispitali promjene u proteinu koji veže T7 receptor, koji igra ključnu ulogu u infekciji, otkrivajući daljnje značajne razlike između uvjeta u mikrogravitaciji i na Zemlji.

Dodatni eksperimenti na Zemlji povezali su ove promjene u proteinu koji veže receptor povezane s mikrogravitacijom s povećanom aktivnošću protiv  sojeva E. coli koji uzrokuju infekcije mokraćnog sustava kod ljudi i normalno su otporni na T7.

"Svemir temeljno mijenja način na koji fagi i bakterije međusobno djeluju: infekcija se usporava, a oba organizma evoluiraju drugačijom putanjom nego na Zemlji. Proučavajući te prilagodbe uzrokovane svemirom, identificirali smo nove biološke uvide koji su nam omogućili da na Zemlji stvorimo fage s daleko superiornijom aktivnošću protiv patogena otpornih na lijekove", navode istraživači u studiji objavljenoj u časopisu PLOS.