Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Wirus podsłuchuje bakterie, by zdecydować, kiedy je zabić

Recommended Posts

Profesor Bonnie Bassler i student Justin Silpe zidentyfikowali wirusa VP882, który może podsłuchać bakterie i zdecydować o ich zabiciu. Wirus skutecznie atakuje E. coli oraz salmonellę i bakterię cholery.

Profesor Bassler zrewolucjonizowała mikrobiologię odkrywając, że bakterie porozumiewają się między sobą za pomocą cząsteczek związków chemicznych (quorum sensing).

"Pomysł, by wirus wykrywał molekuły używane przez bakterie do komunikacji jest całkowicie nowy. Justin odkrył pierwszy tego typu przypadek, a później tak zmodyfikował wirusa, by ten odbierał różne sygnały, nie tylko molekuły komunikacyjne, i wówczas wirus zabija na żądanie", mówi uczona. Szczegółowy opis pracy ukaże się 10 stycznie na łamach pisma Cell.

Jak mówi uczona, wirus może podjąć jedną z dwóch decyzji – pozostać z gospodarzem lub go zabić. Może zatem żyć wewnątrz gospodarza i unikać jego układu odpornościowego lub też namnożyć się i w ten sposób zabić gospodarza, wypuszczając setki i tysiące swoich potomków w kierunku innego gospodarza. Jednak zabicie obecnego gospodarza jest ryzykowne. Jeśli bowiem w pobliżu nie będzie innego, to wszystkie wirusy zginą. Tymczasem okazuje się, że VP882 potrafi uniknąć tego ryzyka. Wirus nasłuchuje komunikacji pomiędzy bakteriami, świadczącej o tym, że w pobliżu są inne bakterie. To zwiększa prawdopodobieństwo, że gdy wirus się namnoży i zabije gospodarza, jego potomstwo znajdzie kolejną ofiarę.

Ten artykuł opisuje relacje pomiędzy wirusami a ich gospodarzami z zupełnie innej perspektywy, mówi profesor Graham Hatfull. Po raz pierwszy dowiadujemy się, że gdy bakteriofag jest w stanie lizogenicznym (uśpionym) to nie śpi on całkowicie, ale czujnie drzemie z otwartym jednym okiem i nasłuchującymi uszami, gotów do reakcji, i gdy tylko usłyszy odpowiednie sygnały, szybko odpowiada na zmiany w środowisku.

Jason odkrył, że komunikacja przekracza granice królestw w systematyce. Zapoczątkował całkowicie nowe pole badań. Byłoby bowiem bez sensu przyjąć założenie, że to jedyny istniejący przykład komunikacji pomiędzy królestwami. Justin odkrył pierwszy przypadek, a po jego zauważeniu zaczął szukać głębiej. Znalazł wiele wirusów, które mają podobne możliwości. Być może nie wszystkie z nich są w stanie wykryć komunikację pomiędzy bakteriami, ale jasnym się stało, że wirusy zbierają informacje na temat swojego gospodarza i wykorzystują ją, by go zabić, stwierdza profesor Bassler.

Gdy Silpe odkrył, że VP882 może podsłuchiwać bakterie, zaczął prowadzić eksperymenty, które miały na celu wysłanie wirusowi sygnału, by zabijał bakterie na żądanie. Wirusy zabijające bakterie, bakteriofagi, znane są od dawna i używane w medycynie. VP882 jest pierwszym znanym bakteriofagiem, który nasłuchuje komunkacji pomiędzy bakteriami, by zdecydować, kiedy najlepiej zabić gospodarza.

Ponadto, jak zauważa profesor Bassler, jest on bardzo obiecującym narzędziem terapeutycznym, gdyż nie działa jak typowy wirus. Większość wirusów potrafi zarazić tylko konkretne rodzaje komórek. Wirusy grypy zarażają komórki płuc, wirus HIV atakuje tylko specyficzne komórki układu odpornościowego. VP882 jest inny. Może on zarażać bardzo dużo komórek. Slipe przetestował go już na bakteriach cholery (Vibrio cholerae), salmonelli oraz E. coli. Bakterie te przez setki milionów lat ewoluowały oddzielnie od siebie. Fakt, że VP882 potrafi je wszystkie zarazić wskazuje, że zarazi on też wiele innych bakterii.

Profesor Hatfull zauważa, że VP882 może stać się niezwykle przydatnym narzędziem do walki z infekcjami, szczególnie w dobie rosnącej antybiotykooporności. Wirusowy zabójca powinien nie tylko poradzić sobie z bakteriami opornymi na antybiotyki, ale może nawet spowolnić pojawianie się takich szczepów.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, raweck napisał:

Czeka nas przełom na miarę wynalezienia antybiotyków?

Albo World War Z 2 :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Nowojorskiego Instytutu Technologii (NYIT) odkryli w gąbkach kuchennych bakteriofagi, czyli wirusy atakujące bakterie. W dobie narastającej lekooporności fagi mogą nas wspomóc w walce z patogenami.
      Studenci z NYIT izolowali bakterie z własnych gąbek kuchennych. Później wykorzystali je w roli przynęty, by sprawdzić, jakie fagi mogą je atakować. Dwóm osobom udało się odkryć fagi infekujące bakterie.
      Nasze badanie ilustruje wartość poszukiwania wszelkich środowisk mikrobiologicznych, w których mogą występować potencjalnie użyteczne bakteriofagi - podkreśla Brianna Weiss.
      Amerykanie postanowili zamienić wykryte fagi i sprawdzić, czy mogą one infekować bakterie wyizolowane przez drugiego studenta. Okazało się, że tak. Zaczęliśmy się więc zastanawiać, czy mimo pochodzenia z 2 różnych gąbek nie były to przypadkowo te same szczepy bakterii.
      By to rozstrzygnąć, zespół porównał DNA obu szczepów. Okazało się, że reprezentują one rodzinę Enterobacteriaceae. Warto odnotować, że do rodziny Enterobacteriaceae należy większość bakterii Gram-ujemnych wykrywanych w tlenowych hodowlach stolca. Bywa jednak, że jako drobnoustroje oportunistyczne jej przedstawiciele powodują zakażenia szpitalne.
      Choć szczepy były blisko spokrewnione, testy biochemiczne wskazały na różnice chemiczne między nimi. Te różnice są istotne dla ustalenia zakresu bakterii zakażanych przez faga [...]. Kontynuując badania, mamy nadzieję wyizolować i opisać więcej fagów z różnych ekosystemów mikrobiologicznych; może niektóre z nich uda się wykorzystać do leczenia lekoopornych infekcji bakteryjnych - podsumowuje Weiss.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wielu osobom przebywającym na oddziałach intensywnej opieki medycznej podaje się probiotyki. Okazuje się jednak, że u niewielkiego odsetka pacjentów mogą one powodować bakteremię. Obecne w probiotykach bakterie mogą bowiem dostawać się do krwi pacjentów.
      O zauważeniu takiego zjawiska informuje na łamach Nature grupa naukowców z Wydziału Biologii Izraelskiego Instytutu Technologicznego Technion w Hajfie oraz z Boston's Children Hospital, Harvard Medical School i Walter Reed Army Institute of Research w USA.
      Wszystko zaczęło się od spostrzeżenia, jakiego dokonano w Boston Children's Hospital. Otóż w latach 2009–2014 na tamtejszy OIOM przyjęto 22 174 pacjentów. Wśród nich były 522 osoby, które otrzymywały probiotyki zawierające szczep Lactobacillus rhamnosus GG (LGG). Bakteremia pojawiła się u 6 (1,1%) z tych pacjentów. Tymczasem w grupie 21 652 pacjentów, którzy nie otrzymywali probiotyków z LGG bakteremie zaobserwowano u 2 osób (0,009%). Innymi słowy, w grupie przyjmującej probiotyki ryzyko wystąpienia bakteremii było ponad 100-krotnie większe. Naukowcy postanowili bliżej się temu przyjrzeć. Chcieliśmy sprawdzić, czy możemy zidentyfikować przyczyny wystąpienia bakteremii i czy uda się nam opracować rekomendacje dotyczące podawania probiotyków pacjentom OIOM-u, mówi jedna z głównych autorek badań, doktor Kelly Flett.
      Najpierw szczegółowo zbadano same bakterie z krwi chorych i stwierdzono, że we wszystkich 6 przypadkach osób, które przyjmowały probiotyki we krwi występują Lactobacillus rhamnosus. U obu osób nieprzyjmujących probiotyków bakteremia była wywołana przez inne gatunki Lactobacillus. Warto tutaj zauważyć, że bakteremia spowodowana przez Lactobacillus rhamnosus występuje w całej populacji z częstotliwością 0,00007%, zatem zdarza się kilkanaście tysięcy razy rzadziej, niż wspomniany 1,1% pacjentów OIOM-u przyjmujących probiotyki.
      By stwierdzić, czy to probiotyki wywołały bakteremie, wykonano szczegółowe analizy kodu genetycznego bakterii wyizolowanych z krwi pacjentów, a wyniki porównano z genomem bakterii obecnych w probiotykach LGG. Okazało się, że genomy są niemal identyczne. We wszystkich próbkach łącznie wykryto jedynie 23 polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (SNP), a odległość pomiędzy ostatnim wspólnym przodkiem bakterii z probiotyków i z krwi pacjentów była mniejsza niż pomiędzy ostatnim wspólnym przodkiem bakterii z probiotyków a klonami LGG przechowywanymi w banku genetycznym. Co więcej, nie stwierdzono żadnej mutacji, która jednoznacznie pozwoliłaby odróżnić bakterie z probiotyków od bakterii z krwi.
      Autorzy badań podkreślają, że u wspomnianych 6 pacjentów, u których rozwinęła się bakteremia, nie występowały typowe czynniki ryzyka bakteremii Lactobacillus. Co więcej, gdy osoby te porównano z 16 innymi pacjentami OIOM-u, którzy też przyjmowali probiotyki, ale u których bakteremia nie wystąpiła, nie stwierdzono żadnych istotnych różnic takich jak użycie sprzętu medycznego w czasie pobytu w szpitalu, zabiegi chirurgiczne, występowanie biegunki, przyjmowanie antybiotyków i inne. To zaś wskazuje, że prawdopodobnie trudno będzie zidentyfikować tych pacjentów, którzy są narażeni na rozwój bakteremii.
      Naukowcy nie wiedzą, w jaki sposób doszło do zakażenia krwi. Wszyscy pacjenci mieli założone wkłucie centralne, które jest jedną z możliwych dróg zakażenia. Inną możliwością jest przeniknięcie bakterii przez ścianę pęcherza.
      Badania wykazały istotne statystycznie zwiększone ryzyko rozwoju bakteremii u pacjentów OIOM-u przyjmujących probiotyki z LGG. Stwierdzono także, że już po przeniknięciu do krwioobiegu pacjenta bakterie ewoluują. Nie można wykluczyć, że nabywają wówczas oporności na antybiotyki, chociaż nie ma też pewności, czy cech tych nie wykazywały jeszcze przed podaniem probiotyków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Japonia przygotowuje się do przyszłorocznych Igrzysk Olimpijskich, a przygotowania te obejmują też zagadnienia związane z bezpieczeństwem medycznym. W ubiegłym miesiącu do Japonii przywieziono próbki jednych z najbardziej niebezpiecznych wirusów: Ebola, Marburg, Lassa, Arenawirusy powodujące południowoamerykańskie gorączki krwotoczne oraz wirusa CCHF powodującego krymsko-kongijską gorączkę krwotoczną. Po raz pierwszy w historii wirusy klasyfikowane jako BSL-4 (biosafety level 4) trafiły do laboratorium Japońskiego Nardoowego Instytutu Chorób Zakaźnych (NIID), jedynego miejsca w Kraju Kwitnącej Wiśni, w której takie wirusy można przechowywać.
      Laboratorium, które znajduje się w mieście Musashimurayama w aglomeracji Tokio, już w 1981 roku było gotowe, by pracować z najbardziej niebezpiecznymi mikroorganizmami. Jednak działało na poziomie BSL-3, gdyż okoliczni mieszkańcy nie chcieli, by znajdowały się tam środki, będące śmiertelnym zagrożeniem. Dopiero w roku 2015, w wyniku umowy pomiędzy Ministerstwem Zdrowia z władzami miasta, poziom laboratorium zwiększono do BSL-4. Teraz trafiły tam superniebezpieczne wirusy.
      Decyzja taka została z zadowoleniem przywitana przez japońskich naukowców, którzy mówią, że dostęp do żywych wirusów zwiększy możliwości kraju w radzeniu sobie z epidemiami oraz poprawi stopień przygotowania na ewentualny atak bioterorystyczny.
      Japonia odstaje od wielu innych rozwiniętych krajów pod względem możliwości badania najbardziej niebezpiecznych patogenów. W USA i UE znajduje się kilkanaście laboratoriów BSL-4, Chiny budują sieć co najmniej 5 takich laboratiów z czego jedno już działa.
      Jednak część mieszkańców Musashimurayamy uważa, że rząd wykorzystał Igrzyska Olimpijskie jako pretekst, by sprowadzić do kraju najbardziej niebezpieczne wirusy. Richard Ebright, biolog i specjalista ds. bezpieczeństwa biologicznego z Rutgers University mówi, że laboratorium BSL-4 może przygotować się do wybuchu epidemii bez konieczności sprowadzania przed czasem niebezpiecznych wirusów. Uczony zauważa, że przechowywanie takich mikroorganizmów zawsze wiąże się z ryzykiem przypadkowego lub celowego ich uwolnienia.
      Jak mówi Masayuki Sajio, dyrektor departamentu NIID odpowiedzialnego za gorączki krwotoczne, posiadanie żywych wirusów pozwoli na zweryfikowania działania posiadanych już testów diagnostycznych.
      Specjaliści z jednej strony zgadzają się, że wirusy takie mogą być użyteczne podczas różnego rodzaju badań i przygotowywania się do ewentualnych epidemii. Tym bardziej, że w ostatnim czasie okazało się, że wirusy podobne do Eboli są znacznie bardziej rozpowszechnione, niż sądzono. Na przykład w ubiegłym roku u nietoperzy z Chin znaleziono wirus Mengla, a u dwóch gatunków ryb z Morza Południowochińskiego zidentyfikowano wirusy podobne do Eboli. Nie wiadomo, czy wirusy takie mogą zarażać ludzi.
      Naukowcy zauważają jednocześnie, że na całym świecie rośnie liczba laboratoriów BSL-4, a to zwiększa ryzyko wydostania się na zewnątrz najbardziej niebezpiecznych wirusów.
      Elke Mühlberger, mikrobiolog z Boston University uważa, że niektóre rządy, w tym japoński, używają laboratoriów BSL-4 do składowania niebezpiecznych wirusów w celu odstraszania przed atakiem biologicznym innych państw, które również takie laboratoria posiadają.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chiński artysta Guo O Dong wpadł na pomysł niezwykłego happeningu, a jednocześnie na okazję do niezłego zarobku. We współpracy ze specjalizującą się w cyberbezpieczeństwie firmą Deep Instinct postanowił sprzedać laptopa. Wyprodukowany w 2008 roku Samsung NC10 z Windows XP SP3 został wystawiony na aukcji za kwotę 1,2 miliona dolarów.
      Tym, co miało zachęcić kupujących było sześć wirusów, jakie na komputerze zainstalowano. Nie były to jednak zwykłe wirusy, jakie krążą po sieci. Guo O Dong sprzedawał maszynę z malware'em, który spowodował straty o łącznej wysokości 95 miliardów USD.
      Na komputerze zainstalowano wirusy ILOVEYOU, który był rozpowszechniany za pomocą e-maili oraz serwisów do dzielenia się plikami. Łączne starty przez niego spowodowane to 15 miliardów USD. Znalazł się tam również robak MyDoom. To szkodliwy kod stworzony prawdopodobnie przez rosyjskich spamerów. W swoim czasie był jednym z najszybciej rozprzestrzeniających się robaków. Straty spowodowane jego działalnością sięgnęły 38 miliardów dolarów.
      Sobig to robak i trojan, który rozpowszechniał się za pomocą poczty elektronicznej, kopiował pliki i samodzielnie się rozprzestrzeniał. Był w stanie uszkodzić oprogramowanie. Był drugim, po MyDoom, najszybciej rozprzestrzeniającym się robakiem. Mimo, że w 2003 roku Microsoft zaoferował 250 000 USD za informacje, które doprowadzą do aresztowania twórcy Sobiga, do dzisiaj pozostaje on nieznany. Sobig spowodował straty w wysokości 37 miliardów USD.
      Z kolei WannaCry to niezwykle zaraźliwe ransomware, które tworzyło też backdoora w systemie. Zaraził on ponad 200 000 komputerów w 150 krajach i spowodował straty w wysokości 4 miliardów dolarów.
      Szkodliwy kod DarkTequila atakował przede wszystkim użytkowników w Ameryce Południowej. Specjalizował się w kradzieży danych finansowych i biznesowych. Wyposażono go w zaawansowane mechanizmy unikania oprogramowania antywirusowego.
      Ostatnim z programów na laptopie Guo O Donga był BlackEnergy. Wykorzystywał on 2 zaawansowane techniki infekowania rootkitem, szyfrowanie oraz miał architekturę modułową. Został wykorzystany w 2015 roku do ataku na infrastrukturę energetyczną Ukrainy.
      Aukcja na laptop artysty zakończyła się sukcesem. Zaoferowano zań 1.345.000 dolarów.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...