Si viruset e vjetër mund të ndihmojnë në luftën kundër rezistencës së baktereve ndaj antibiotikëve

Nëse bakteret do të krijonin një listë të gjërave që duhet të frikësohen, fagot - ose thjesht “fagot” - do të ishin në krye të saj. Këta viruse janë ekspertë në gjetjen, infektimin dhe vrasjen e tyre – dhe po bëjnë këtë për miliarda vjet. Tani, kjo luftë shekullore po ofron shkencëtarëve pista se si mund të luftojmë infeksionet rezistente ndaj antibiotikëve.

Ndërsa më shumë bakteret evoluojnë për t’u rezistuar ndaj antibiotikëve ekzistues, infeksionet që më parë mund të trajtoheshin po bëhen më të vështira — dhe në disa raste, të pamundura — për t’u shëruar. Kjo krizë, e njohur si rezistenca antimikrobike (RAM), tashmë shkakton më shumë se një milion vdekje në vit në të gjithë botën, dhe numri po rritet shpejt. Organizata Botërore e Shëndetësisë (OBSH) kohët e fundit e ka klasifikuar RAM-in si një nga dhjetë kërcënimet kryesore për shëndetin publik global.

Terapia “fagike” — përdorimi i fagove për të trajtuar infeksionet bakteriale — po fiton vëmendje si një zgjidhje potenciale. Fagot janë shumë specifikë, të aftë të godasin edhe stinët rezistente ndaj barnave. Në disa raste përdorimi me mirëkuptim në Mbretërinë e Bashkuar, ata kanë eliminuar infeksionet ku të gjitha antibiotikët dështuan. Por fagot ende përballen me një sfidë që shpesh harrohet: vetë bakteret.

Bakteret kanë zhvilluar sisteme të sofistikuara për të zbuluar dhe shkatërruar fagot. Këto mbrojtje janë të ndryshme: disa presin ADN-në virale, të tjera bllokojnë hyrjen dhe disa nisin një lloj fikje brenda qelizës për të parandaluar invasjonin viral. Në një studim të ri të botuar në revistën shkencore Cell, unë dhe kolegët e mi përshkruajmë një sistem që funksionon ndryshe, të quajtur Kiwa. Ai vepron si një sensor i integruar në membranën bakteriale, duke zbuluar shenjat e para të sulmit.

Saktësisht çfarë po zbulohet nga Kiwa ende është një çështje e hapur, por zbulimet tona sugjerojnë se ai përgjigjet ndaj stresit mekanik që ndodh kur një fagos lidhet me qelizën bakteriale dhe injekton ADN-në e tij. Pasi të aktivizohet, Kiwa vepron shpejt. Ai çaktivizon aftësinë e fagos për të prodhuar përbërësit e nevojshëm për të ndërtuar fagos të rinj, duke parandaluar infeksionin para se të mund të pushtojë qelizën.

Por ashtu si bakteret zhvillojnë mënyra për t’u mbrojtur, fagos zhvillojnë mënyra për t’u hakmarrë. Në eksperimentet tona më të fundit, kemi vërejtur dy strategji në veprim.

Disa fagos kanë zhvilluar mutacione të vogla në proteinat që përdorin për t’u lidhur me sipërfaqen bakteriale – ndryshime të hollësishme që i kanë ndihmuar të shmangin aktivizimin e sistemit të zbuluar të Kiwa-s. Të tjerë kanë adoptuar një qasje të ndryshme: lejuan që të zbulohet, por ikën nga pasojat.

Këta fagos mbartnin mutacione në një proteinë virale që duket se është e përfshirë në mënyrën se si Kiwa neutralizon infeksionin. Ende nuk dimë saktësisht se 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 e bën fagos kaq të fuqishëm, dhe pse janë shumë premtues në trajtimin e infeksioneve të rezistueshme. Por gjithashtu thekson një sfidë të rëndësishme: për ta bërë terapinë me fagos efektive, duhet të kuptojmë se si zhvillohen këto beteja mikrobiologjike.

Rregullat e luftës

Nëse një shtresë bakteriale ka një mbrojtje si Kiwa, nuk të gjithë fagot do të jenë efektivë kundër saj. Disa mund të bllokohen plotësisht. Por të tjerë, me mutacionet e duhura, mund të kalojnë pa u vënë re. Kjo do të thotë që zgjedhja ose krijimi i fagos së duhur për detyrën nuk është vetëm një çështje provë dhe gabim – është një çështje njohjeje të rregullave të luftës.

Studimi i sistemeve të mbrojtjes bakteriale si Kiwa na jep një kuptim më të thellë të këtyre rregullave. Kjo ndihmon për të shpjeguar pse disa fagos dështojnë, pse të tjerë kanë sukses dhe si mund të dizajnojmë terapie më të mira me fagos në të ardhmen. Me kalimin e kohës, do të jemi në gjendje të parashohim cilat mbrojtje bakteriale ka një shtresë të caktuar dhe të zgjedhim fagos që janë natyrshëm të pajisur – ose të rregulluar artificialisht – për t’i kaluar ato.

Kjo është ideja pas projektit tonë të koleksionit të fagos. Po mbledhim fagos nga e gjithë Mbretëria e Bashkuar dhe përtej, duke përfshirë edhe ato të dërguara nga publiku – uji i ndotur zakonisht është një minierë ari –, dhe i testojmë për të parë cilët mund të kalojnë mbrojtjet e ngritura nga bakteriet e rrezikshme. Me më shumë se 600 lloje të kataloguara tashmë, po ndërtojmë një burim që mund të ndihmojë në orientimin e terapisë së ardhshme me fagos, duke kombinuar fagon e duhur me infektimin e duhur.

Por Kiwa është vetëm një pjesë e puzzles. Bakteriet kodifikojnë shumë prej këtyre sistemeve të mbrojtjes, secili duke shtuar një shtresë komplekse — dhe mundësi — në këtë garë armësh mikrobiale. Disa zbulojnë ADN-në virale drejtpërdrejt, të tjerë zbulojnë dëmtime ose stres, dhe disa madje koordinojnë përgjigjet me qeliza fqinjë. Sa më shumë të mësojmë, aq më saktë mund të ndërhyjmë.

Kjo nuk është një luftë e re. Bakteriet dhe fagot janë të përfshirë në të për miliarda vjet. Por, për herë të parë, po fillojmë të vërejmë këto beteja. Dhe nëse mësojmë të navigojmë strategjitë që ata kanë zhvilluar, mund të gjejmë mënyra të reja për të trajtuar infeksionet që antibiotikët tanë nuk mund t’i luftojnë më.