bakteriell dvala är överlevnadsstrategi som svar på stressande exponering för antibiotika som tas av en patient för behandling. De vilande cellerna blir toleranta mot antibiotika och dödas i långsammare takt och överlever ibland. Detta kallas "antibiotikatolerans" vilket är till skillnad från antibiotikaresistens när bakterie växa i närvaro av antibiotika. Kroniska eller återfallande infektioner hänförs till antibiotikatolerans, för vilken det inte finns någon effektiv behandling. Fagterapi har länge övervägts men de vilande bakteriecellerna svarar inte och är motståndskraftiga mot kända bakteriofager. Forskare vid ETH Zürich har identifierat en ny bakteriofag som unikt replikerar på kulturer i djup stationär fas av Pseudomonas aeruginosa. Denna bakteriofag kallas "Paride" och kan döda djupt vilande P. aeruginosa genom direkt lytisk replikation. Intressant nog minskade denna nya fag bakteriell belastning genom fag-antibiotikasynergi när meropenemantibiotikum tillsattes till kulturer. Tydligen kunde den nya fagen utnyttja svaga punkter i fysiologin hos vilande bakterier för att övervinna antibiotikatolerans. Dessa svaga punkter kan bli mål för ny behandling av kroniska infektioner orsakade av vilande eller inaktiva bakterier.
De flesta bakterier på jorden är i vilande tillstånd av minskad metabol aktivitet eller i helt inaktiv form av sporer. Sådan bakteriell celler kan lätt återupplivas när nödvändiga näringsämnen och molekyler blir tillgängliga.
bakteriell dvala eller inaktivitet är överlevnadsstrategin som svar på stressande yttre miljöförhållanden som svält eller exponering för antibiotika som tas av en patient för behandling. I senare fall blir de vilande cellerna toleranta mot antibiotika på grund av att cellulära processer som antibiotikan har som mål att döda bakterie är avslagna. Detta fenomen kallas 'antibiotikatoleransi vilket fall bakterier dödas i långsammare takt och överlever ibland (till skillnad från i fallet med antibiotikaresistens när bakterier växer i närvaro av antibiotika). Kroniska eller återfallande infektioner hänförs till vilande antibiotikatoleranta bakterieceller, ofta kallade "persister", för vilka det inte finns någon effektiv behandling.
Fagterapi som involverar bakteriofager eller fager (dvs. virus det före detta bakterie), har länge ansetts för behandling av kroniska infektioner genom vilande eller inaktiva bakterie men detta tillvägagångssätt fungerar när värd bakteriell celler genomgår tillväxt. Den vilande eller inaktiva bakteriell celler är emellertid icke-responsiva och motståndskraftiga mot bakteriofagerna som antingen undviker adsorption till bakteriell cellytor eller vila i de vilande cellerna fram till återupplivning.
Kända bakteriofager har inte förmåga att infektera antibiotikatoleranta, djupt vilande eller inaktiva bakterie. Man trodde att givet mångfald, fager med förmåga att infektera vilande celler kan finnas i naturen. Forskare har nu identifierat en sådan ny bakteriofag för första gången.
I en nyligen publicerad studie, forskare om ETH Zurich rapportera isolering av en ny bakteriofag som unikt replikerar på djupa stationära faskulturer av Pseudomonas aeruginosa i laboratoriet. De har döpt denna bakteriofag Paride. Denna fag kan döda djupt vilande P. aeruginosa genom direkt lytisk replikation. Intressant nog minskade denna nya fag bakteriell belastning genom fag-antibiotikasynergi när meropenemantibiotikum tillsattes P. aeruginosa-fagkulturer.
Tydligen kunde den nya fagen utnyttja svaga punkter i fysiologin hos vilande bakterier för att övervinna antibiotikatolerans. Dessa svaga punkter kan vara mål för ny behandling av kroniska infektioner orsakade av vilande eller inaktiva bakterier.
***
Referens:
- Maffei, E., Woischnig, AK., Burkolter, MR et al. Phage Paride kan döda vilande, antibiotikatoleranta celler av Pseudomonas aeruginosa genom direkt lytisk replikation. Nat Commun 15, 175 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-023-44157-3
***
