Գիտնականները հայտնաբերել են, որ որոշ վիրուսներ ունակ են միտումնավոր առաջացնել գենետիկ բազմազանություն՝ խուսափելու բակտերիալ պաշտպանությունից, ինչը կարող է ենթադրել բուժման նոր մոտեցումներ, երբ հակաբիոտիկները չեն օգնում։
Վիրուսները, որոնք ընտրողաբար վարակում և սպանում են բակտերիաները՝ այսպես կոչված բակտերիոֆագերը կամ պարզապես ֆագերը, վարակում են բակտերիաները, բայց խնայում են մարդու բջիջները։ Բակտերիալ բջջին կպչելուց հետո նրանք ներարկում են իրենց գենետիկական նյութը, առևանգում բջջային մեխանիզմը և ստիպում են բակտերիաներին արտադրել նոր ֆագեր, մինչև որ պայթեն։
Խնդիրն այն է, որ բակտերիաները կարող են զարգացնել պաշտպանություն ֆագերի դեմ այնպես, ինչպես զարգացնում են դիմադրություն հակաբիոտիկների նկատմամբ։
Նոր հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ ֆագերն ունեն իրենց սեփական էվոլյուցիոն հակազդեցությունը։ Euronews-ը հայտնում է, որ մարդու աղիքներում բնակվող որոշ վիրուսներ ունակ են արագորեն ստեղծել գենետիկ բազմազանություն իրենց սերունդների շրջանում՝ մեծացնելով առնվազն որոշ վիրուսների գոյատևման հնարավորությունները բակտերիալ հակագրոհների ժամանակ։
Այս հայտնագործությունը կարող է նոր ուղի բացել դժվար բուժվող, դեղորայքային դիմացկուն վարակների աճի պայմաններում հակաբիոտիկների այլընտրանքների որոնման գործում։
Միչիգանի պետական համալսարանի հետազոտողները բակտերիոֆագերի գենոմներում հայտնաբերել են նախկինում թերագնահատված շրջաններ, որոնք գործում են որպես գենետիկական «տաք կետեր», ինչը թույլ է տալիս վիրուսներին բազմիցս փոփոխել հիմնական գեները վերարտադրվելիս։
Սա ենթադրում է, որ նման շրջանները օգնում են ֆագերին զարգացնել պաշտպանություն մանրէային պաշտպանության դեմ։ Գենետիկորեն նույնական պատճեններ ստեղծելու փոխարեն, դրանք ստեղծում են բազմազան սերունդներ՝ տարբեր բնութագրերով, մեծացնելով այն հավանականությունը, որ որոշ վիրուսներ կպահպանեն իրենց մանրէային տերերին վարակելու և սպանելու ունակությունը։ «Սա փոխում է մեր պատկերացումները այն մասին, թե ինչպես են ֆագերը զարգանում», - EurekAlert-ին ասել է ուսումնասիրության համահեղինակ Քրիս Ուոթերսը, Միչիգանի պետական համալսարանի էկոլոգիայի, էվոլյուցիայի և վարքագծի ծրագրի հետազոտող։ «Իրենց տերերին պարզապես առևանգելու և իրենց ճշգրիտ պատճենները զանգվածաբար արտադրելու փոխարեն, նրանք իրականում օգտագործում են այս մուտացիոն տաք կետերը՝ իսկական կենդանաբանական այգի ստեղծելու համար», - հավելել է նա՝ բացատրելով, որ ֆագերը «ըստ էության ապահովագրում են իրենց խաղադրույքները»։
Գիտնականները ուսումնասիրել են T2 բակտերիոֆագը, որը վարակում է E. coli-ն, բակտերիայի պաշտպանական համակարգը հայտնաբերելուց հետո, որը կարող է ճանաչել և ոչնչացնել ներխուժող ֆագերի ԴՆԹ-ն։
Թիմը այս պաշտպանական համակարգը լաբորատորիայում տեղափոխեց E. coli շտամների վրա և մանրէները ենթարկեց ֆագերի ազդեցությանը։ Սակայն պաշտպանությունը կարճատև եղավ։ Մի քանի ժամվա ընթացքում ֆագերը սկսեցին հաղթահարել մանրէների պաշտպանությունը։
«Մի քանի ժամ անց ֆագերը միշտ առավելություն էին ստանում», - հիշում է Ուոթերսը։ «Մենք չէինք կարողանում հասկանալ, թե ինչու»։
Երբ հետազոտողները հաջորդականացրին պաշտպանությանը դիմացկուն վիրուսները, նրանք հայտնաբերել են կրկնվող մուտացիաներ agt կոչվող գենում, մասնավորապես՝ կրկնվող ԴՆԹ-ի մի հատվածում։ «Երբ տեսա այս տվյալները, մտածեցի. «Օ՜, Աստված իմ», - ասում է Ուոթերսը։
Այս հատվածը պարզվել է, որ գիտնականները անվանում են պատահականության լոկուս՝ բարձր մուտացիայի տարածք, որտեղ ԴՆԹ-ի պատճենման մեխանիզմը կարող է խափանվել կրկնվող հաջորդականությունները կրկնօրինակելիս։
Սա հանգեցնում է շրջելի շրջանակային տեղաշարժի մուտացիայի, որը փոխում է գենի հրահանգների ընթերցման եղանակը։
Որոշ ֆագեր ստանում են լրացուցիչ կրկնություն, մինչդեռ մյուսները, ընդհակառակը, կորցնում են կրկնություններից մեկը։ Սա հանգեցնում է նույն վիրուսի տարբեր տարբերակների պոպուլյացիայի, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի մանրէային պաշտպանությունից խուսափելու տարբեր ունակություն։
Հետազոտողները պարզել են, որ մուտացիաները կուտակվում են հազարավոր անգամ ավելի արագ այս կրկնվող շրջաններում, քան ֆագի գենոմի մնացած մասում։
Եվ այս մեխանիզմը չի սահմանափակվում մեկ վիրուսով։ Օգտագործելով փորձարարական էվոլյուցիա և գենոմի հաջորդականության տեխնիկա, գիտնականները հայտնաբերել են T4 ֆագի պատահական տատանումների նմանատիպ շրջաններ, որը նույնպես վարակում է E. coli-ն։ Նրանք նաև պարզել են, որ պարզ կրկնվող հաջորդականությունները տարածված են տարբեր E. coli ֆագերի մեջ, չնայած դրանց առատությունը տատանվում է՝ կախված որոշակի գեների գործառույթներից։
Այս աշխատանքը կատարվել է գիտնականների և քաղաքականության մշակողների կողմից հակաբիոտիկների այլընտրանքների որոնման աճող ֆոնին։
Ֆագային թերապիան նոր գաղափար չէ։ Ֆագերը առաջին անգամ օգտագործվել են բակտերիալ վարակների բուժման համար դեռևս 1920-ական թվականներին, բայց այս մոտեցման նկատմամբ հետաքրքրությունը նվազել է, երբ հակաբիոտիկները, ինչպիսին է պենիցիլինը, լայնորեն հասանելի դարձան։
Այժմ, հակամանրէային դիմադրության աճի ֆոնին, ֆագերի նկատմամբ հետաքրքրությունը վերածնվում է։
Ֆագերի գրավչության մի մասը կայանում է դրանց ընտրողականության մեջ։ Մինչդեռ շատ հակաբիոտիկներ ոչնչացնում են օգտակար մանրէները՝ բուժման թիրախային մանրէների հետ միասին, առանձին ֆագերը կարող են խիստ յուրահատուկ լինել որոշակի մանրէային տեսակների կամ շտամների նկատմամբ։
Սակայն այս նույն առանձնահատկությունը նաև թուլություն է ներկայացնում. մանրէները կարող են դիմադրողականություն զարգացնել որոշակի ֆագի նկատմամբ, ինչը թերապիան դարձնում է անարդյունավետ։
Միչիգանի հետազոտողների արդյունքները ենթադրում են, որ ժամանակի ընթացքում գիտնականները կկարողանան օգտագործել վիրուսների էվոլյուցիոն ռազմավարությունները՝ ֆագոթերապիան ավելի դիմացկուն դարձնելու համար։
«Եթե մենք կարողանանք օգտագործել այս տեսակի էվոլյուցիոն ռազմավարությունները, մենք կարող ենք ստեղծել ավելի արդյունավետ ֆագային թերապիաներ՝ ի պատասխան հակաբիոտիկների նկատմամբ դիմադրողականության ճգնաժամի», - ասում է Ուոթերսը։
«Մենք երբեք չենք կարողանա լիովին վերացնել դիմադրողականությունը», - հավելում է նա։ «Բայց եթե մենք ավելի լավ հասկանանք, թե ինչպես են մանրէները պաշտպանվում ֆագային վարակից և ինչպես են ֆագերը արձագանքում, մենք կարող ենք այն նվազագույնի հասցնել»։
Հետևեք NEWS.am Medicine-ին Facebook-ում և Twitter-ում