Studija u PLOS One pokazuje da mikrogravitacija menja tok evolucije između T7 bakteriofaga i E. coli. Na ISS-u fagovi sporije inficiraju bakterije, ali razvijaju mutacije koje pojačavaju vezivanje za bakterijske receptore, dok bakterije dobijaju zaštitne mutacije. Otkrića otvaraju mogućnosti inženjeringa snažnijih fag-terapija protiv AMR patogena na Zemlji.
Fagovi Iz Svemira: Kako Mikrogravitacija Menja Evoluciju I Pomaže U Borbi Protiv Superbakterija
Scientists Watched These Entities Evolve In SpaceNANOCLUSTERING/SCIENCE PHOTO LIBRARY - Getty Images
Kako otpornost bakterija na antibiotike raste, naučnici sve više obraćaju pažnju na bakteriofage — viruse koji ciljano napadaju bakterije — kao potencijalno oružje protiv opasnih AMR (antimikrobno rezistentnih) sojeva. Nova studija objavljena u časopisu PLOS One ispituje kako se evoluciona borba između soja Escherichia coli i T7 bakteriofaga razlikuje na Zemlji i u mikrogravitaciji na Međunarodnoj svemirskoj stanici (ISS).
Glavni nalazi
Istraživači sa University of Wisconsin–Madison uporedili su dva uzorka iste E. coli — jedan na Zemlji, drugi na ISS — oba inficirana T7 fagom. Koristeći sekvenciranje celog genoma i deep mutational scanning, tim je otkrio da:
- U svemiru fagovi sporije započinju infekciju u poređenju sa Zemljom,
- i pored sporije dinamike, fagovi na ISS-u su akumulirali mutacije koje poboljšavaju vezivanje za bakterijske receptore,
- bakterije su razvile specifične mutacije koje ih štite od fagova u uslovima mikrogravitacije.
Zašto je to važno
Ove promenjene adaptacije u mikrogravitaciji nisu samo naučna zanimljivost: autori studije smatraju da učenje kako su se fagački proteini prilagodili u svemiru može pomoći u inženjeringu moćnijih fagova za upotrebu na Zemlji — posebno protiv patogena otpornim na lekove, uključujući sojeve E. coli koji izazivaju urinarne infekcije.
"Space fundamentally changes how phages and bacteria interact: infection is slowed, and both organisms evolve along a different trajectory than they do on Earth,"
Ovo otkriće je deo šireg trenda: naučnici već koriste mikrogravitaciju i zračenje u orbiti da ubrzaju ili otkriju korisne mutacije (na primer, eksperimenti sa semenom poslati na ISS). U slučaju fagova, promene u proteinima koji vežu receptore mogu se iskoristiti za dizajn efikasnijih terapija protiv AMR infekcija.
Šta to znači za pacijente na Zemlji?
Studija pokazuje da mikrogravitacija može otkriti mutacije i adaptacije koje ne bi bile očigledne na Zemlji. Tim je iskoristio te uvide da inženjerski unapredi fage sa boljim svojstvima vezivanja i delovanja protiv određenih rezistentnih bakterija — što otvara mogućnost novih terapija u doba kada antibiotici često promašuju cilj.
Zaključak: Posmatranje evolucije bakterija i fagova u svemiru daje jedinstvenu priliku da se otkriju i iskoriste mutacije koje mogu unaprediti borbu protiv AMR superbakterija na Zemlji.
Pomozite nam da budemo bolji.
