Дивовижне відкриття в біології, що вірус має власну імунну систему!
До цього часу вчені вважали, що віруси цього типу, звані бактеріофагами (або, коротше кажучи, фагами), які заражають бактерії, мали б простий примітивний склад, що складався б лише з невеликих порцій ДНК або РНК плюс білкова оболонка., без адаптивної імунної системи, яка є структурою великої складності, здатною швидко реагувати на майже нескінченний спектр нових викликів.
Насправді багато дослідників вважали віруси неживими організмами, оскільки вони не підпадають під загальноприйняте визначення живої речовини (вони не здатні розмножуватися самостійно, але потребують генетичного матеріалу господаря для розмноження).
Бактеріофаги (фаги) - це віруси, які вражають виключно бактерії, і кожен тип фагів пристосований для паразитування на певному типі бактерій. Вірус, який досліджували в цьому новому дослідженні, - це бук, який заражає бактерію, яка називається холерний вібріон (Vibrio cholerae), збудник хвороби, що викликає холеру у людини.
Дослідженням, проведеним кількома американськими вченими, керував доктор Ендрю Каміллі з Медичної школи університету Тафтса, США.
Один з авторів дослідження, Кімберлі Сід, проаналізував послідовності ДНК, витягнуті з фагів, які специфічно інфікували вібріон холери, із зразками хворих на холеру в Бангладеш.
Дивно, що він виявив в аналізованій ДНК гени, пов'язані з функціональною імунною системою, типу, який раніше був знайдений лише у певних бактерій та архей (інше царство одноклітинних організмів).
Для перевірки висновків дослідники використовували фаги, у яких відсутня адаптивна імунна система, заражаючи ними новий штам холерного вібріону, природний стійкий до дії фагів. Ці фаги не змогли адаптуватися і знищити штам бактерій.
На наступному етапі вчені заразили той самий бактеріальний штам холери фагом, який мав імунну систему, і спостерігали, що бактеріофаг швидко адаптувався і набув здатності знищувати бактеріальний штам. Цей результат доводить, що імунна система фага повністю функціональна та адаптована.
Майже половина відомих бактерій має адаптивну імунну систему такого типу, яка називається CRISPR/Cas, і яку вони використовують переважно для захисту від нападів фагів. Відкриття імунної системи CRISPR/Cas навіть у бактеріофазі показує, що між бактеріями та фагами існує передача генів, навіть для чогось такого складного, як адаптивна імунна система.
В основному фаг бере на себе бактерію, яка інфікує імунну систему типу CRISPR/Cas, і використовує її навіть проти бактерії, щоб подолати її механізми імунного захисту та мати можливість її знищити; Під час цього процесу фаг розмножується, породжуючи більшу кількість фагів, які вбиватимуть ще більше холерних бактерій.
Дослідження, результати якого були опубліковані в журналі Nature, має виняткове значення в області так званої фагової терапії, нового терапевтичного підходу, що передбачає лікування захворювань, викликаних бактеріями, шляхом введення препаратів, що містять бактеріофаги, що знищують бактерії. що спричинило захворювання. Цей тип терапії стає все більш важливим, оскільки багато штамів бактерій стали стійкими до антибіотиків і більше не можуть бути усунені лікуванням цими препаратами.
Дослідження ставить під сумнів ідею про те, що віруси не є живими істотами, і посилює можливість того, що ці істоти можуть бути використані для лікування бактеріальних інфекцій, у тому числі з "супермікробними" - стійкими до антибіотиків бактеріями.
Насправді попередні дослідження Ендрю Каміллі показали, що бактеріофаги знаходяться у великих кількостях у зразках фекалій хворих на холеру, що свідчить про те, що фаготерапія відбувається природним чином в організмі людини і може стати ефективніше завдяки відповідним медичним втручанням. Крім того, дослідження, опубліковане Каміллі в 2008 році, показало, що фаготерапія давала хороші результати у мишей, інфікованих мікробною холерою.
В даний час дослідники намагаються розшифрувати механізм, за допомогою якого імунна система бактеріофага деактивує систему захисту бактерій. Ці знання будуть важливими для розуміння того, чи може імунна система фагів перевищувати нещодавно набуті захисні можливості бактерії холери, що має наслідки для створення ефективної фаготерапії у боротьбі з цією хворобою.