Удивително откритие в биологията вирусът има своя имунна система!
Досега учените вярваха, че вирусите от този тип, наречени бактериофаги (или накратко фаги), които заразяват бактериите, биха имали прост, примитивен състав, състоящ се само от малки порции ДНК или РНК плюс протеинова обвивка., без адаптивна имунна система, която е структура с голяма сложност, способна да реагира бързо на почти безкраен набор от нови предизвикателства.
Всъщност вирусите се считат от много изследователи за неживи организми, тъй като те не попадат в общоприетото определение за жива материя (те не са в състояние да се размножават сами, но се нуждаят от генетичния материал на гостоприемника, за да се размножават).
Бактериофагите (фаги) са вируси, които заразяват изключително бактерии и всеки тип фаг е адаптиран да паразитира върху определен вид бактерии. Вирусът, изследван в това ново проучване, е бук, който заразява бактерия, наречена холерен вибрион (Vibrio cholerae), патогенът, причиняващ холера при хората.
Проучването, проведено от няколко американски учени, беше ръководено от д-р Андрю Камили от Медицинския факултет на Университета в Тафтс, САЩ.
Един от авторите на изследването, Кимбърли Сийд, анализира ДНК последователности, извлечени от фаги, които са заразили конкретно холерен вибрион, с проби от пациенти с холера в Бангладеш.
Той открива, изненадващо, в анализираната ДНК гени, свързани с функционална имунна система, от тип, който преди е бил открит само в някои бактерии и археи (друго царство на едноклетъчни организми).
За да проверят констатациите, изследователите са използвали фаги, на които липсва адаптивна имунна система, заразявайки с тях нов щам на холерния вибрион, който е естествено устойчив на действието на фагите. Тези фаги не са в състояние да се адаптират и унищожат бактериалния щам.
В следващата стъпка учените заразиха същия бактериален щам на холера с фаг, който имаше имунна система и наблюдават, че бактериофагът се адаптира бързо и придобива способността да унищожава бактериалния щам. Този резултат доказва, че имунната система на фага е напълно функционална и адаптивна.
Почти половината от известните бактерии имат адаптивна имунна система от този вид, наречена CRISPR/Cas, която те използват главно, за да се защитават срещу фагови атаки. Откриването на CRISPR/Cas имунна система дори в бактериофаг показва, че има генен трансфер между бактерии и фаги, дори за нещо толкова сложно като адаптивна имунна система.
По принцип фагът поема бактерията, която заразява имунната система тип CRISPR/Cas и я използва дори срещу бактерията, за да преодолее нейните имунни защитни механизми и да може да я унищожи; По време на този процес фагът се размножава, което води до по-голям брой фаги, които ще убият още повече холерни бактерии.
Проучването - резултатите от което са публикувани в списание Nature - е от изключително значение в областта на така наречената фаготерапия, нов терапевтичен подход, който включва лечение на заболявания, причинени от бактерии, чрез прилагане на препарати, съдържащи бактериофаги, които унищожават бактериите. какво е причинило заболяването. Този тип терапия става все по-важна, тъй като много щамове бактерии са станали устойчиви на антибиотици и вече не могат да бъдат елиминирани чрез лечение с тези лекарства.
Изследването поставя под въпрос идеята, че вирусите не са живи същества и засилва възможността тези същества да могат да бъдат използвани за лечение на бактериални инфекции, включително тези със „супермикробни“ - устойчиви на антибиотици бактерии.
Всъщност предишни изследвания на Андрю Камили показват, че бактериофагите се намират в големи количества във фекалните проби на пациенти с холера, което предполага, че фаговата терапия протича естествено в човешкото тяло и може да стане по-ефективни чрез подходящи медицински интервенции. Също така, проучване, публикувано от Camilli през 2008 г., показва, че фаговата терапия дава добри резултати при мишки, заразени с холерния микроб.
В момента изследователите се опитват да разгадаят механизма, чрез който имунната система на бактериофага деактивира защитната система на бактериите. Тези знания ще бъдат важни, за да се разбере дали фаговата имунна система може да надхвърли новопридобитите защитни способности на холерната бактерия, с последици за създаването на ефективна фаготерапия в борбата срещу това заболяване.