Hogy a bélflóra, vagyis a bélrendszerben élő mikroorganizmusok összessége óriási hatással van az egészségünkre, nem újdonság. A Qubiten többször írtunk arról, milyen hatásuk van a bélbaktériumoknak az emberi idegrendszerre, az immunrendszerre, a fáradtságra, a szorongásra, a rákbetegségekre, a testsúlyra vagy épp a Parkinson-kórra. De az emésztőrendszerben élő vírusoknak is lehet pozitív hatása, azokról a bakteriofág néven baktériumokat fertőző vírusokról van szó, amelyek a félreértések végett, véletlenül sem emberi kórokozók.

A Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biokémiai Intézetének Transzlációs Mikrobiológia Laboratóriumában dolgozó kutatók a Nature Communications folyóiratban megjelent tanulmányuk szerint kimutatták, hogy egyes fágok közvetlen fizikai
kapcsolatba léphetnek az emberi sejtekkel: felszíni fehérjéik segíthetik a megtapadást, a sejtekbe jutást és a szervezetben való hosszabb jelenlétet. Az eredmény segíthet jobban megérteni, hogyan viselkednek a fágok az emberi szervezetben, és hosszabb távon új terápiás lehetőségek fejlesztéséhez vezethetnek – olvasható a szegedi laboratórium hétfői közleményében.

A kutatók olyan tapadást segítő fehérjemodulokat azonosítottak, amelyek molekuláris kapaszkodóként működnek, és segítik a fágokat abban, hogy megtapadjanak az emberi sejtek felszínén. Az azonosított fehérjék szerepét a kutatók kísérletesen is ellenőrizték: génsebészeti módszerekkel áthelyezték a tapadófehérjéket kódoló géneket egy olyan fágba, amely eredetileg nem rendelkezett ezzel a képességgel. Az eredmény egyértelmű volt: a módosított fágok hatékonyan kapcsolódtak emberi sejtekhez, bejutottak azokba, és egerekkel megetetve őket hosszabb ideig maradtak jelen a bélrendszerben. Az eredeti, nem módosított fágok ezzel szemben órákon belül kiürültek.

„A fágokra sokáig baktériumvadász vírusokként tekintettünk, viszont úgy tűnik, a fágok ennél összetettebb szereplők: közvetlenül kapcsolódhatnak az emberi sejtek felszínéhez is. Nem emberi vírusokká válnak, hanem olyan molekuláris kapaszkodókat használnak, amelyek később akár célzottabb fágterápiák tervezésében is fontosak lehetnek” – idézi a közlemény Apjok Gábort, a tanulmány társszerzőjét. Fontos különbség, hogy ez nem azt jelenti, hogy ezek a fágok emberi vírusokká válnak. Nem fertőzik meg az emberi sejteket, hiszen evolúciósan teljesen inkompatibilisek egymással.

A folyamat és a kutatás lényege a fizikai kapcsolat. A fág megtapad a sejtfelszínen, majd a sejt saját anyagfelvételi mechanizmusai révén bekerülhet a sejt belsejébe. A sejt ilyenkor apró membránhólyagba csomagolja a hozzá kötődő részecskét, és befelé szállítja. A sejten belüli útvonal a kutatás egyik legfontosabb megállapítása: Sok kívülről felvett anyag a sejt lebontó rendszerébe kerül. A vizsgálatok azonban arra utalnak, hogy a módosított fágok egy része nem kizárólag ilyen útvonalra jut, hanem a Golgi-készülék és az endoplazmatikus retikulum irányába is eljuthat. Ezek a sejt belső szállítási és feldolgozási rendszerei.

A vizsgálat kiegészült mikroszkópikus képelemzéssel is: a kutatók nemcsak láthatóvá tették a sejtekbe jutó fágokat, hanem számszerűen is megmérték, milyen arányban kerülnek be a sejtekbe, és mely sejten belüli állomásokhoz jutnak közel. A felfedezés a mikrobiomról alkotott képet is árnyalja. A bélmikrobiom nemcsak baktériumokból áll, hanem vírusokban is gazdag ökoszisztéma. A mostani eredmények szerint egyes fágok nemcsak a baktériumokkal, hanem közvetlenül a bélhám felszínével is kapcsolatba léphetnek.

Sári Tóbiás, a kutatás megosztott első szerzője szerint „az emésztőrendszerünkben a fágok nem üres térben mozognak: többek között nyákrétegek, baktériumok és hámsejtek között kell fennmaradniuk. A jelenlegi eredményeink alapján bizonyos felszíni fehérjék segíthetnek nekik abban, hogy ne csak áthaladjanak ezen a környezeten, hanem meg is tapadjanak benne. Ez fontos lépés annak megértésében, hogy hogyan szerveződik az emberi bélrendszer vírusvilága”. Az ilyen tapadást segítő géneket hordozó fágok több gyakori bélfágcsoportban is megtalálhatók. Az elemzések alapján egészséges emberek bélvírus-közösségében nagyobb arányban lehetnek jelen. Ez nem azt jelenti, hogy önmagukban egészséget okoznak, hanem azt, hogy egy ép, jól működő bélnyálkahártya környezetében stabilabban fennmaradhatnak akár indikátorként is szolgálva.

Az eredmények a fágterápia szempontjából is fontosak. A fágterápia baktériumokat fertőző vírusokat, tehát bakteriofágokat használ bakteriális fertőzések ellen. Ezek a vírusok természetes módon képesek felismerni bizonyos baktériumokat, bejutni a baktériumsejtbe, majd elpusztítani azt. Ez az antibiotikum-rezisztencia miatt különösen fontos irány, hiszen egyre több kórokozóval szemben válnak kevésbé hatékonnyá a megszokott antibiotikumok. Kintses Bálint, a kutatócsoport vezetője és a tanulmány társ-levelező szerzője szerint „a fágterápia célzott baktériumpusztító lehetőséget kínálhat az antibiotikum-rezisztencia korában, de ahhoz, hogy ezeket a vírusokat terápiásan is pontosabban használjuk, értenünk kell, hogyan jutnak el a megfelelő helyre, hogyan maradnak ott, és milyen kapcsolatba léphetnek az emberi szövetekkel”.

A fágok antibiotikumként történő bevetése régóta foglalkoztatja a kutatókat. Az amerikai Wisconsin–Madison Egyetem kutatói a PLOS Biology folyóiratban idén év elején nemrégiben megjelent tanulmánya szerint a Nemzetközi Űrállomáson végzett kísérletei ígéretes eredményekkel kecsegtetnek a szuperbaktériumokkal szembeni hadviselésben is.

Forrás