Si virusët e lashtë mund të ndihmojnë në luftën kundër rezistencës ndaj antibiotikëve

Nëse bakteret kishin një listë frikërash, fagët do të ishin në krye. Këta virusë janë ndërtuar për të gjetur, infektuar dhe vrarë bakteret – dhe e kanë bërë këtë për miliarda vjet. Tani, kjo luftë e lashtë po na jep shenja se si mund të luftojmë kundër infeksioneve rezistente ndaj antibiotikëve.

Ndërsa më shumë bakterë evoluojnë për t’u mbrojtur nga antibiotikët tanë, infeksionet që më parë ishin të trajtueshme po bëhen më të vështira – dhe në disa raste, të pamundura – për t’u shëruar. Kjo krizë, e njohur si rezistenca ndaj antimykotikëve (AMR), tashmë shkakton mbi një milion vdekje në vit globalisht, dhe numri po rritet shpejt. Organizata Botërore e Shëndetësisë e ka cilësuar AMR si një nga dhjetë kërcënimet kryesore globale për shëndetin publik.

Trajtimi me fagë – përdorimi i fagëve për të trajtuar infeksionet bakteriale – po fiton vëmendje si një zgjidhje potenciale. Fagot janë shumë specifikë, të aftë të synojnë edhe stin rezistente ndaj drogës. Në disa raste të përdorimit të kujdesshëm në Mbretërinë e Bashkuar, ata kanë shëruar infeksione ku çdo antibiotik kishte dështuar. Por fagët përballen ende me një sfidë që shpesh anashkalohen: bakteret vetë.

Bakteret kanë evoluar sisteme të sofistikuara për të zbuluar dhe shkatërruar fagët. Këto mbrojtje janë të ndryshme: disa prishin ADN-në virale, të tjera bllokojnë hyrjen, dhe disa fillojnë një lloj mbylljeje brenda qelizës për të parandaluar pushtimin viral. Në një studim të ri të botuar në Cell, kolegët e mi dhe unë përshkruajmë një sistem që funksionon ndryshe, të quajtur Kiwa. Ai vepron si një sensor i integruar në membranën bakteriale, duke zbuluar shenja të hershme të sulmit.

Saktësisht se çfarë ndjen Kiwa mbetet një pyetje e hapur, por gjetjet tona sugjerojnë se ai përgjigjet ndaj stresit mekanik që ndodh kur një fag lidhet në qelizë dhe injekton ADN-në e tij. Pasi të aktivizohet, Kiwa vepron shpejt. Ai mbyll aftësinë e fagut për të prodhuar komponentët që i duhen për të ndërtuar fagë të rinj, duke ndalur infeksionin para se të pushtojë plotësisht qelizën.

Por ashtu si bakteret evoluojnë mënyra për t’u mbrojtur, edhe fagët evoluojnë mënyra për t’u kundërpërgjigjur. Në eksperimentet tona më të fundit, pamë dy strategji në veprim.

Disa fagë zhvilluan mutacione të vogla në proteinat që përdorin për t’u lidhur me sipërfaqen bakteriale – ndryshime të hollësishme që i ndihmuan të shmangnin zbulesën nga Kiwa. Të tjerë morën një qasje tjetër: lejuan të zbuleshin, por shpëtonin pasojat.

Këta fagë mbajtën mutacione në një proteinë virale që duket të jetë e përfshirë në mënyrën se si Kiwa mbyll infeksionin. Nuk e dimë ende saktësisht si funksionon kjo, por rezultati është i qartë: me vetëm disa ndryshime, virusi vazhdon të riprodhohet, edhe pasi Kiwa është aktivizuar.

Kjo fleksibilitet evolutive është pjesë e asaj që bën fagët kaq të fuqishëm, dhe pse ata mbajnë premtim të madh në trajtimin e infeksioneve. Por gjithashtu thekson një sfidë kyçe: për ta bërë terapinë me fagë efektive, duhet të kuptojmë si zhvillohen këto beteja mikrobiologjike.

Rregullat e përfshirjes

Nëse një stinë bakteriale mbart një mbrojtje si Kiwa, nuk të gjithë fagët do të jenë të suksesshëm kundër saj. Disa mund të bllokohen plotësisht. Por të tjerë, me mutacione të sakta, mund të kalojnë. Kjo do të thotë se zgjedhja ose ndërtimi i fagut të duhur për detyrën nuk është vetëm një proces provash dhe gabimesh – është një njohje e rregullave të përfshirjes.

Studimi i sistemeve mbrojtëse bakteriale si Kiwa na jep një kuptim më të thellë të atyre rregullave. Kjo ndihmon të shpjegohet pse disa fagë dështojnë, pse të tjerë suksesshëm, dhe si mund të dizajnojmë terapie më të mira me fagë në të ardhmen. Me kalimin e kohës, mund të parashohim cilat mbrojtje bakteriale mbart një stinë e caktuar, dhe të zgjedhim fagë që janë të pajisura natyrshëm – ose të përshtatura artificialisht – për t’i kapërcyer ato.

Kjo është ideja pas projektit tonë në rritje koleksionit të fagëve. Ne po mbledhim fagë nga e gjithë Mbretëria e Bashkuar dhe më gjerë, duke përfshirë edhe nga dorëzimet publike – uji i ndotur shpesh është një burim i pasur – dhe po i testojmë për të parë cilët mund të kapërcejnë mbrojtjet e bakterieve të rrezikshme. Me mbi 600 lloje të kataloguara tashmë, po ndërtojmë një burim që mund të udhëzojë trajtimet e ardhshme me fagë, duke kombinuar fagun e duhur me infeksionin e duhur.

Kiwa është vetëm një pjesë e puzzles. Bakteret kodojnë shumë sisteme mbrojtëse të tilla, secila duke shtuar një shtresë kompleksiteti – dhe mundësie – në këtë garë armësh mikrobiologjike. Disa zbulojnë ADN-në virale direkt, të tjerë ndjejnë dëme ose stres, dhe disa madje koordinojnë përgjigjet me qelizat fqinjë. Sa më shumë të mësojmë, aq më saktë mund të ndërhyjmë.

Kjo nuk është një luftë e re. Bakteret dhe fagët janë të lidhur në këtë betejë për miliarda vjet. Por për herë të parë, po fillojmë të dëgjojmë. Dhe nëse mësojmë si të navigojmë strategjitë që kanë evoluar, mund të gjejmë mënyra të reja për të trajtuar infeksionet që antibiotikët tanë nuk mund t’i trajtojnë më.