抗生素耐藥性是一種快速發(fā)展的現(xiàn)象，給公共衛(wèi)生計(jì)劃人員造成了極大的頭痛。然而，一項(xiàng)新研究表明，使用一種稱為細(xì)菌噬菌體(簡稱噬菌體)的天然細(xì)菌感染病毒殺死細(xì)菌，可以殺死宿主，這是一種殺死細(xì)菌的新策略。研究人員的瓶頸一直在迅速識別和修飾已知的噬菌體以武器化以抵抗傳染性細(xì)菌。新方法通過使用可以在其上進(jìn)行修改的單個(gè)通用框架來解決此問題。
噬菌體可以特異性識別目標(biāo)細(xì)菌，并通過它們的尾巴纖維附著在目標(biāo)細(xì)菌上，從而導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞壁的快速裂解或破壞。對于不依賴抗生素的機(jī)制，這種特性對于抗菌藥的攻擊是無價(jià)的。這可能意味著它們可以破壞對多種藥物具有抗性的細(xì)菌菌株。而且，它們專注于細(xì)菌本身，避免了脫靶或?qū)ι眢w的意外傷害。它們不會(huì)留下正常的健康細(xì)菌，由于它們的生物學(xué)性質(zhì)而不會(huì)引起明顯的毒性，并且可使發(fā)育過程更苗條，更便宜。它們復(fù)制自己，但是一旦任務(wù)完成就消失。
噬菌體自1915年以來就已經(jīng)存在，它們作為抗菌劑的用途也非常古老。盡管取得了良好的早期結(jié)果，但缺乏良好的試驗(yàn)設(shè)計(jì)以及獲得的可變結(jié)果以及發(fā)生抗生素革命，共同將噬菌體推向了公眾的視線。然而，對幾種常用抗生素的耐藥性激發(fā)了人們對這種高度特異性和有效的抗菌療法的新興趣。
噬菌體工程對通過將基因修飾插入共同的支架尾纖維結(jié)構(gòu)中來增強(qiáng)可用于攻擊的噬菌體的多樣性是必要的。它還有助于克服引起噬菌體抗性的細(xì)菌機(jī)制，破壞破壞噬菌體附著于靶細(xì)菌能力的細(xì)菌生物膜，以及旨在降低細(xì)菌毒力或存活潛力的所謂抗病機(jī)制。
捕捉噬菌體的尾巴
第一個(gè)此類噬菌體于2015年投入使用。這是自然界中針對大腸桿菌的T7噬菌體?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，他們可以在T7噬菌體中插入特定基因，該基因編碼其他類型的尾巴纖維-一種蛋白質(zhì)，可以幫助噬菌體與目標(biāo)宿主細(xì)胞上的細(xì)胞表面受體特異性結(jié)合。這將使他們能夠修飾噬菌體，使其對任何選定的細(xì)菌具有選擇性。
但是，工程過程既不高效也不迅速。因此，他們一直在努力完善一種方法，使他們能夠制造出量身定制的噬菌體來對抗任何所需的細(xì)菌。一種方法是成功的，并且構(gòu)成了當(dāng)前基于噬菌體的攻擊策略的基礎(chǔ)。
當(dāng)前的研究提出了一種策略，可以快速修改噬菌體的基因組成，以刺激殺死腸道細(xì)菌大腸埃希氏菌(E. coli)的各種不同菌株。這項(xiàng)研究背后的麻省理工學(xué)院研究人員在尾纖維蛋白中產(chǎn)生了突變，病毒將這些突變鎖定在細(xì)菌細(xì)胞上?？梢詫@些突變進(jìn)行定制，以擴(kuò)大噬菌體可作用的宿主范圍，同時(shí)降低細(xì)菌觸發(fā)針對噬菌體感染的保護(hù)機(jī)制的能力。
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