与其他细菌一起进化可保持医院的臭虫有效
新的研究表明,在自然环境中进化的细菌(而不是实验室测试)可能对噬菌体治疗具有抵抗力,而不会丧失其毒性。
埃克塞特大学的研究调查了铜绿假单胞菌细菌为何在实验室和现实世界中以不同的方式产生对噬菌体(杀死细菌的病毒)的抗性。在实验室中,细菌的进化往往导致噬菌体通常附着的受体的丢失。在自然环境中,细菌倾向于基于称为CRISPR-Cas的免疫机制发展抵抗力。
测试是在实验室中进行的,但是通过将其他细菌与铜绿假单胞菌一起引入,铜绿假单胞菌是医院感染的常见原因,研究人员表明,额外的“生物复杂性”有助于平衡基于CRISPR的耐药性。
他们发现,与失去噬菌体受体的进化不同,这种基于CRISPR的耐药性并未降低细菌的毒力(影响的严重性)。
“当我们引入生物多样性时,细菌转向支持基于CRISPR的进化,”位于康沃尔郡埃克塞特Penryn校园的环境与可持续性研究所的主要作者Ellinor Alseth说。
“在更自然的环境中,失去表面受体(噬菌体所附着的)是有代价的,因为它还具有其他功能。
斑点测定在实验室进行。图片来源:Ellinor Alseth
“没有这种表面受体,与其他种类的细菌相比,这种细菌将承受'健身成本',并且竞争力较低。
“因此,在更复杂,更'自然'的环境中,基于CRISPR的抗性受到青睐。
“通过CRISPR进化途径,细菌可以保持其毒性水平而不是变得没有毒性。”通过观察细菌对蛾幼虫(Galleria mellonella)的作用来测试毒力,但研究人员说,在人类中预期会有类似的作用。铜绿假单胞菌在包括医院在内的各种不同环境中都能繁衍生息。它经常在囊性纤维化患者的肺部定植,这是发病率和死亡的主要原因。
埃克塞特(Exeter)小组研究了一种已知可杀死这种细菌的噬菌体(DMS3vir)的作用。
研究结果表明,细菌-噬菌体相互作用的进化结果可以从根本上改变微生物群落的环境。
传统上,这种相互作用是孤立地研究的,但研究人员说,“越来越清楚”的是,其他微生物的复杂混合物的存在可能对“传染病的进化流行病学具有关键意义”。