Cocktail von Bakterien-Tötung Viren verhindert cholera-Infektion in Tiermodellen

Die orale Verabreichung eines Cocktails von drei Viren, die alle speziell tötet die cholera-Bakterien, verhindert die Infektion und cholera-ähnliche Symptome im Tier-Modell-Experimenten, berichten Wissenschaftler von der Tufts University School of Medicine (TUSM) und der Sackler School of Graduate Biomedical Sciences an der Tufts in „Nature Communications“. Die Ergebnisse sind die ersten, zu zeigen, die potenzielle Wirksamkeit der Abtötung von Bakterien, Viren bekannt, die als Bakteriophagen oder Phagen – als ein oral verabreichter präventive Therapie gegen eine akute Magen-Darm-bakterielle Erkrankung.

„Während der Phagen-Therapie hat sich seit Jahrzehnten bestanden, wurden für unsere Studie ist der Beweis-von-Prinzip, dass es kann verwendet werden, um vor einer Infektion schützen und einzugreifen, in der übertragung der Krankheit,“, sagte senior Studie Autor Andrew Camilli, Ph. D., Howard Hughes Medical Institute Investigator und professor der Molekularbiologie und Mikrobiologie an TUSM. „Wir sind hoffnungsvoll, dass Phagen, kann eines Tages ein Werkzeug in der öffentlichen Gesundheit arsenal, das trägt zur Verringerung der globalen Belastung von cholera, die auf bis zu vier Millionen Menschen auf der ganzen Welt jedes Jahr.“

In früheren arbeiten, die Camilli und Kollegen gesucht Phagen, die spezifisch sind für Vibrio cholerae, das Bakterium, die bewirkt, dass die cholera–eine potenziell tödliche Infektionskrankheit, gekennzeichnet durch schweren Durchfall und dehydration. Während Phagen, die töten V. cholerae sind reichlich in der Natur, das team identifizierte drei Stämme, die eindeutig beibehalten der Fähigkeit, zu töten V. cholerae in den Dünndarm, der Ort der Infektion beim Menschen. Diese Phagen-Funktion, indem Sie auf bakteriellen Oberflächen-Rezeptoren, die normalerweise in der Infektiosität, wodurch Sie ideal therapeutische Kandidaten -, Resistenzen zu entwickeln, cholera-Bakterien erwerben müssen Mutationen in diesen Rezeptoren, die dazu führen, dass Bakterien weniger infektiös.

Verhindern und schützen

In der aktuellen Studie, ein team, bestehend aus Camilli, Vonminmin Yen, Ph. D., neuer Absolvent von der Molekularen Mikrobiologie-Programm an der Sackler-Schule und Postdoc Lynne Cairns, Ph. D., führte eine Reihe von Experimenten in small animal models of cholera zur überprüfung der Wirksamkeit dieser Phagen als vorbeugende Behandlung. Die Tiere erhielten eine orale Dosis von einem cocktail mit allen drei Phagen, auf Zeit, Punkte im Intervall von drei bis 24 Stunden vor der Infektion mit einer standardisierten Menge von V. cholerae Bakterien.

Cocktail von Bakterien-Tötung Viren verhindert cholera-Infektion in Tiermodellen

Eine vorbeugende Dosis von den Phagen-cocktail beseitigt V. cholerae im Dünndarm von über der Hälfte der behandelten Tiere, wenn da drei Stunden vor der Infektion. Im übrigen Tiere, und für die Behandlung bis zu 24 Stunden vor der Infektion, Bakterien Nummern reduziert wurden 500-Fach oder mehr im Durchschnitt, im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen. Insgesamt war die Behandlung am effektivsten bei der Verringerung der bakteriellen Belastung gegeben, wenn zwischen drei und 12 Stunden vor der Infektion.

Das team fand keine Anzeichen von cholera-ähnliche Durchfall und keine signifikanten Gewichtsabnahme in der behandelten Tiere.

Zu studieren, bakterielle Resistenz, eine der historischen Hindernisse für die Verwendung von Phagen als eine Therapie, die Forscher isolierten V. cholerae, der überlebt, der Behandlung und durchgeführten whole-genome und molekulare Analysen. Während einige Bakterien erworbene Resistenz gegen eine oder zwei der Phagen, keine Bakterien waren resistent gegen alle drei Phagen in den cocktail. Wie erwartet, basiert auf früheren arbeiten, die überlebenden Bakterien, die entwickelt Phagen-Resistenz hatten Mutationen in wichtigen protein-Rezeptoren, machte die avirulenten Bakterien und nicht in der Lage, um die Infektion verursachen.

„Es dauerte fast ein Jahrzehnt, von Arbeit, von unserem Labor und Mitarbeiter rund um die Welt, um diese zu identifizieren Phagen, zu verstehen und Ihre Lebens-Zyklus, offenbaren die zugrunde liegende Biologie und die Mechanismen, durch die Sie angreifen, cholera und zeigen, wie sich Widerstand entwickelt,“, sagte führen Studie Autor Vonminmin Yen, wer hat diese Forschung als Teil Ihrer Abschlussarbeit und ist jetzt ein Postdoc-Stipendiat in der Camilli lab. „Aufbauend auf dieser Arbeit sind wir nun in der Lage, zu zeigen, dass diese Phagen werden kann, wirksam zum Schutz gegen die cholera und die Bakterien entwickeln keine Resistenz gegen den Phagen-cocktail.“

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