Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας έχει προειδοποιήσει ότι η μικροβιακή αντοχή, δηλαδή η αυξανόμενη ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά, αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες απειλές για τη δημόσια υγεία. Τώρα, μια νέα ανακάλυψη για έναν ιικό «διακόπτη» ανοίγει τον δρόμο στην καταπολέμηση των ανθεκτικών στα αντιβιοτικά λοιμώξεων.
Οι επιστήμονες αποκάλυψαν ότι οι βακτηριοφάγοι, οι ιοί που προσβάλλουν βακτήρια, χρησιμοποιούν ένα μικρό RNA μόριο για να καταλάβουν τα βακτηριακά κύτταρα – ένας μηχανισμός που δεν είχε μελετηθεί μέχρι πρότινος.
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Molecular Cell, επικεντρώθηκε σε ένα μικροσκοπικό ιικό RNA, το PreS. Σε αντίθεση με την πλειονότητα των προηγούμενων μελετών που εστίαζαν σε ιικές πρωτεΐνες, η εν λόγω έρευνα έδειξε ότι ακόμη και ένας από τους πιο μελετημένους βακτηριοφάγους, ο «Λάμδα», χρησιμοποιεί RNA για να επηρεάσει άμεσα την έκφραση γονιδίων στα βακτήρια.
Ο ιικός «διακόπτης» που ίσως δώσει τη λύση για την ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το PreS λειτουργεί σαν ένας μοριακός «διακόπτης» μέσα στα μολυσμένα βακτήρια, στοχεύοντας συγκεκριμένα βακτηριακά αγγελιοφόρα RNAs. Ένας από τους βασικούς στόχους είναι το μήνυμα που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη DnaN, απαραίτητη για την αντιγραφή του DNA.
Το PreS αναγνωρίζει και προσδένεται σε ένα τμήμα του mRNA που υπό φυσιολογικές συνθήκες παραμένει διπλωμένο. Με την πρόσδεσή του, «ξεδιπλώνει» αυτό το τμήμα, επιτρέποντας στο βακτηριακό μεταφραστικό σύστημα να την προσπελάσει πιο εύκολα και να παράγει πιο αποτελεσματικά την αντίστοιχη πρωτεΐνη.
Το αποτέλεσμα είναι η αυξημένη παραγωγή της πρωτεΐνης DnaN, η ταχύτερη αντιγραφή του ιικού DNA και η πιο αποτελεσματική μόλυνση. Όταν όμως, το PreS αφαιρείται ή η πρόσδεσή του διαταράσσεται, ο βακτηριοφάγος εξασθενεί, πολλαπλασιάζεται πιο αργά και η λυτική φάση (το στάδιο που ο βακτηριοφάγος καταστρέφει το κύτταρο) καθυστερεί σημαντικά.
Γιατί είναι σημαντική αυτή η ανακάλυψη;
Η ανακάλυψη είναι ιδιαίτερα εντυπωσιακή, καθώς τα μικρά RNAs δεν θεωρούνταν μέχρι σήμερα σημαντικοί παράγοντες στη βιολογία των βακτηριοφάγων. Ωστόσο, το PreS φαίνεται να παραμένει σε συγγενείς ιούς, γεγονός που υποδηλώνει ότι πολλοί βακτηριοφάγοι ίσως διαθέτουν ένα «κρυφό οπλοστάσιο» ρυθμιστικών RNA — έναν τομέα που οι επιστήμονες μόλις αρχίζουν να εξερευνούν.
Η διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο οι βακτηριοφάγοι ελέγχουν τα βακτηριακά κύτταρα είναι καθοριστική, όχι μόνο για τη θεμελιώδη βιολογία, αλλά και για τις πιθανές ιατρικές εφαρμογές. Με την αντοχή στα αντιβιοτικά να αυξάνεται παγκοσμίως, η φαγοθεραπεία —η χρήση ιών που στοχεύουν επιλεκτικά βακτήρια— κερδίζει έδαφος ως μια ευέλικτη και στοχευμένη εναλλακτική.
Ανακαλύψεις όπως το PreS προσφέρουν έναν «οδικό χάρτη» για τον σχεδιασμό πιο έξυπνων βακτηριοφάγων, που θα είναι ασφαλέστεροι, πιο προβλέψιμοι και πιο αποτελεσματικοί στην αντιμετώπιση ανθεκτικών λοιμώξεων.
