Antibiotika přestávají fungovat. Záchrana může přijít od samotných virů

Výzkumníci z Kalifornského technologického institutu (Caltech) odhalili, že viry napadající bakterie dokážou vypnout klíčový „genový přepínač“ nezbytný pro přežití bakterií. Objev publikovaný v prestižním časopise Nature naznačuje, že právě zde by se mohlo skrývat nové slabé místo takzvaných superbakterií.

Klíč se jmenuje MurJ

Nový výzkum se zaměřil na protein zvaný MurJ. Ten je pro bakterii naprosto zásadní – pomáhá budovat její buněčnou stěnu.

Bakterie mají na rozdíl od lidských buněk pevnou ochrannou vrstvu zvanou peptidoglykan. Bez ní nepřežijí. MurJ funguje jako „přepravník“, který přes membránu buňky transportuje stavební bloky této ochranné vrstvy.

Pokud se MurJ zastaví, stavba buněčné stěny se přeruší a bakterie zahyne.

Viry našly způsob, jak MurJ vypnout

Právě zde přicházejí ke slovu bakteriofágy – viry, které napadají bakterie. Aby se mohly rozmnožit a uniknout z buňky, musí bakteriální stěnu prolomit. A zdá se, že evoluce jim pomohla najít velmi účinný způsob.

Vědci zjistili, že různé, evolučně nepříbuzné viry vyvinuly malé proteiny, které se navážou na MurJ a doslova jej „uzamknou“ v jedné poloze. Tím zablokují jeho funkci a zastaví výstavbu buněčné stěny.

Výsledkem je smrt bakterie.

Zásadní je, že tři různé viry přišly nezávisle na sobě na stejnou strategii. To podle vědců není náhoda, ale silný signál, že MurJ představuje skutečně zranitelné místo.

Jak vědci objev potvrdili

Tým vedený Yancheng Evelyn Li použil vysoce detailní zobrazovací metodu – kryoelektronovou mikroskopii. Ta umožňuje sledovat strukturu proteinů téměř na atomární úrovni.

Snímky ukázaly, že virové proteiny se vážou do specifické „drážky“ na MurJ a zabrání mu změnit tvar, který je nutný pro transport stavebních molekul. Protein tak zůstane uzamčený v nefunkční poloze.

A to je přesně moment, který by mohli využít vývojáři nových léků.

Nová třída antibiotik?

Dnes neexistuje žádné schválené antibiotikum, které by MurJ přímo blokovalo. Tento objev ale naznačuje, že by to bylo možné.

Pokud evoluce opakovaně ukazuje, že MurJ je slabým místem bakterií, dává smysl zaměřit se právě na něj. Inspirací mohou být samotné virové proteiny, které fungují jako přirozené „biologické zbraně“.

Vědci věří, že analýza dalších fágů může odhalit ještě více podobných mechanismů. A právě ty by mohly posloužit jako šablona pro vývoj antibiotik nové generace.

Naděje v době rostoucí rezistence

Základní biologický výzkum často působí vzdáleně od každodenní praxe. Tento objev ale ukazuje, že pochopení toho, jak si viry poradí s bakteriemi, může mít přímý dopad na medicínu.

Superbakterie dnes představují jednu z největších hrozeb pro zdravotnictví. Pokud se podaří proměnit tento objev v konkrétní léčiva, mohl by znamenat zásadní obrat v boji proti infekcím, které dnes lékaři jen obtížně zvládají.

A někdy opravdu stačí sledovat, co už dávno vymyslela sama evoluce.