Magazín M News from MUNI
  • News
  • Science
  • Student
  • Alumni
  • Čeština

Mladí vědci z MU útočí bakteriofágy na infekce

Fágové preparáty pro léčbu zejména stafylokokových infekcí vyvíjí tým vědců z Laboratoře molekulární diagnostiky mikroorganismů Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Zaměřili se na nový způsob léčby s využitím synergie fágů a antibiotik.

Věda a výzkum
13 October 2021
Ondřej Požár
Do výzkumu bakteriofágů se zapojili mladí vědci vedení Tiborem Botkou (první zprava).
Ondřej Požár
„Zaměřili jsme se na druh Staphylococcus aureus (zlatý stafylokok), protože právě rychlý nárůst jeho antibiotické rezistence vyhodnotila Světová zdravotnická organizace jako jedno z nejzávažnějších zdravotnických rizik.“

Vzhledem ke globálnímu problému s antibiotickou rezistencí nabývá léčba bakteriálních infekcí pomocí fágové terapie opět na významu. Fágy totiž jako své hostitele využívají výhradně bakteriální buňky, ve kterých se množí a na konci lytického životního cyklu je usmrcují.

„Zaměřili jsme se na druh Staphylococcus aureus (zlatý stafylokok), protože právě rychlý nárůst jeho antibiotické rezistence vyhodnotila Světová zdravotnická organizace jako jedno z nejzávažnějších zdravotnických rizik. Aktuálně řešíme možnosti terapie chronických a s biofilmem spojených stafylokokových infekcí, která by využívala synergický efekt fágů a antibiotik,“ upřesnil Tibor Botka, který je hlavním řešitelem projektu, podpořeného juniorským grantem Agentury pro zdravotnický výzkum ČR.

Poukázal na to, že snahy o spojení obou typů léčby – tedy antibiotiky i fágy – se objevovaly už dříve, ale byly zaměřeny na jiné patogeny. Studie účinnosti kombinované terapie přitom ukázaly, že při použití určitých kombinací fág-antibiotikum dochází vlivem synergického působení k účinnějšímu potlačení bakteriální infekce než při použití samotných antibiotik nebo fágů.

Výzkum bakteriofágů.
Ondřej Požár

„Současné podávání fágů a antibiotik navíc zamezuje vzniku a šíření rezistentních bakterií. To je dáno tím, že si bakteriální populace nedokáže dostatečně rychle vytvořit rezistenci k fágu i antibiotiku zároveň, jelikož se mechanismy rezistence k oběma agens často navzájem vylučují. Nicméně v současné době nejsou na evropském trhu dostupná žádná kombinovaná léčiva založená na tomto typu synergie,“ řekl Botka.

Projekt vedený Tiborem Botkou se opírá o dlouhodobý výzkum pracoviště, zaměřený na stafylokoky a jejich mobilní genetické elementy včetně bakteriofágů, a jeho cílem je připravit vhodné kombinace antibiotik a terapeutických stafylokokových fágů, které budou vykazovat zvýšený účinek proti rezistentním kmenům zlatého stafylokoka. Laboratoř molekulární diagnostiky mikroorganismů Přírodovědecké fakulty je navíc prostřednictvím svého vedoucího profesora Jiřího Doškaře a docenta Romana Pantůčka zapojena do prestižní mezinárodní iniciativy, která se zaměřuje na vypracování postupů a zásad pro bezpečnost fágové terapie. Výzkum má v budoucnu umožnit přípravu preparátu šitého na míru pro konkrétního pacienta, obsahujícího fágy a antibiotikum s vhodnou koncentrací, což umocní celkovou účinnost terapie, a přitom nezničí přirozenou populaci prospěšných bakterií.

Výzkum se odehrává v laboratoři vedené profesorem Jiřím Doškařem (s modelem fága).
archiv PřF MU

Vybrané fágy vědci již dříve podrobně popsali na úrovni jejich genomu a proteomu, a ve spolupráci s kolegy z CEITEC MU i struktury s tím, že jim to umožní další analýzy interakce fágů a patogenních bakterií. Základem testování bude vyhodnocení účinku řady různých antibiotik na životní cyklus fágů a jejich schopnost pomnožit se na dosud rezistentních kmenech. „Vybrali jsme dva odlišné fágy, a proto předpokládáme, že by se při potlačení bakteriálního onemocnění mohly vhodně doplňovat. Vyvíjené směsi musí splňovat základní kritéria, jako je účinnost, vhodná forma aplikace a především bezpečnost, a proto budeme posuzovat i jejich vliv na produkci stafylokokových exotoxinů v porovnání se standardní léčbou antibiotiky. Po optimalizaci přípravky otestujeme i na myším modelu,“ nastínil plány vědců Botka.

V týmu čtyřletého juniorského projektu aplikovaného výzkumu pro vědce do 35 let jsou také Ivana Mašlaňová a Jiřina Havránková a jejich kolegové Alena Siváková a Lukáš Vacek z Mikrobiologického ústavu Lékařské fakulty MU a Fakultní nemocnice u svaté Anny. Do výzkumu se zapojili i studenti, kteří v laboratořích pracují na diplomových pracích. „A plánujeme spolupráci s našimi dlouhodobými zahraničními partnery, zejména s týmy z univerzit v Lyonu a Tübingenu,“ dodal Tibor Botka.

Připomněl, že lidstvo už dlouhá desetiletí využívá pro boj s bakteriálními patogeny antibiotika, což jsou antimikrobiální látky produkované zejména plísněmi. V důsledku dlouhodobého používání antibiotik u chronických stavů, častých aplikací širokospektrálních antibiotik, ale i v minulosti nadbytečného užívání v humánní i veterinární medicíně, se začaly v lidské populaci šířit bakteriální kmeny, které jsou k antibiotikům rezistentní.

„Tyto kmeny celosvětově nahrazují původní citlivé populace, a to zejména v nemocničním prostředí, kde se stávají ještě větší hrozbou. Zvláště nebezpečné jsou infekce způsobené takzvanými multirezistentními kmeny, které již nelze dostupnými antibiotiky úspěšně léčit. Vývoj syntetických antibiotik je velmi nákladný a časově náročný a v současné době se již prakticky zastavil. Proto se zvyšuje poptávka farmaceutických společností a lékařů po nových účinných léčivech,“ vysvětlil vědec.

Jednou z cest, jak tento problém řešit, je podle něj návrat k léčbě pomocí fágů, která se slibně rozvíjela v před-antibiotické éře a v některých státech přetrvala dodnes. Fágovou terapii antibiotika v minulosti rychle nahradila, a to především pro své univerzální použití, které však zároveň vedlo k současné antibiotické krizi. Vývoj a příprava fágových terapeutik je časově i finančně mnohem méně náročná než u antibiotik. Bohužel, v důsledku absence regulačních pravidel pro registraci zůstává v západním světě fágová terapie stále jen experimentální léčbou. Kromě problému s registrací se využití fágů potýká také s přetrvávající neopodstatněnou nedůvěrou lékařů i pacientů, a to zejména pro virovou podstatu preparátu a z obavy o dostatečnou účinnost. Právě kombinace s antibiotiky by mohla tuto nedůvěru překlenout.

Související články

  • Pavel Plevka has been elected a new member of the scientific organisation EMBO

     Structural biologist Pavel Plevka from the CEITEC research centre at Masaryk University has been elected a new member of the prestigious...

  • Brain lymphomas can now be detected without a scalpel

    Scientists from CEITEC Masaryk University have come up with an innovative solution that can detect traces of a tumor by analyzing...

  • CEITEC scientist investigates protein that helps repair brain damage

    Valentina Lacovich Strašil from CEITEC MU discovered that a protein known as amyloid precursor protein, associated with Alzheimer's...

  • University awards nine MASH grants for young scientists

    The MUNI Award in Science and Humanities StG/CoG grant was awarded to nine promising scientists from seven faculties in its first year.

MUNI

Published by Masaryk University, 2005–2023. ISSN 2571-4198.
Contact

Follow us:

Facebook Twitter RSS

Main version