#вирусы #бактериофаги #российскаянаука

Новый этап в борьбе с бактериями, устойчивыми к антибиотикам: ученые МГУ с коллегами расшифровали структуру бактериофага кишечной палочки

Ученые биологического факультета МГУ в сотрудничестве с исследователями из ФИЦ биотехнологии РАН, Окинавского института науки и технологий (Япония) и совместного Российско-Китайского университета МГУ-ППИ (Шэнчьжэнь, Китай) при помощи метода крио-ЭМ впервые получили практически полную атомную структуру Т5-подобного бактериофага DT57C. Результаты работы могут послужить для разработки генно-инженерных фагов для борьбы с бактериальными инфекциями. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Появление штаммов патогенных бактерий, устойчивых к большому ряду современных антибиотиков, представляет собой значительную угрозу для эффективности антибактериальных методов лечения. Использование препаратов на основе бактериофагов – перспективное решение данной проблемы, так как бактериофаги, в отличие от антибиотиков, обладают особым механизмом действия, который нацелен только на патогенные бактерии, оставляя полезные бактерии и весь микробиом незатронутым.

На данный момент cреди бактериофагов, используемых в борьбе с инфекциями, большинство относится к категории хвостатых фагов, которые прикрепляются к бактерии-хозяину с помощью хвостовых волокон и прокалывают клеточную стенку бактерии, что позволяет ввести вирусный генетический материал в клетку-хозяина. Наиболее перспективными из них считаются бактериофаги группы Т5. Но в настоящее время структура Т5 не решена полностью, архитектура соединения между хвостом и капсидом остается неизвестной.

В рамках проведенного исследования ученые получили атомную модель родственного T5 бактериофага DT57C с разрешением 2,9 Å. Получению таких моделей как правило препятствуют трудности, связанные с несоответствием симметрии разных частей бактериофага, высокой гибкостью хвоста и, соответственно, отсутствием возможности выполнить моделирование всего фага целиком, единовременно.

В рамках исследования были выявлены уникальный способ прикрепления боковых хвостовых фибрилл к кончику хвоста, а также необычный состав шейки фага, собранный из трех белковых колец, а не из четырех, как у других фагов. Кроме этого, подробно был изучен механизм выброса ДНК при прикреплении бактериофага к клетке-хозяину. Реконструкция строения Т5-подобных вирусов предоставляет ценную информацию для последующей структурно-направленной биоинженерии.

#бактерии #российскаянаука

Колебания бактерий помогут бороться с их устойчивостью к антибиотикам

Нижегородские исследователи предложили новый подход к изучению влияния лекарственных средств на бактерии. Результаты своего исследования команда лаборатории зондовой микроскопии и физики поверхности Саровского физико-технического института НИЯУ МИФИ опубликовали в авторитетном научном издании Nanotechnology and Precision Engineering.

Они обратили внимание на наноколебания – локальные движения бактерий с амплитудой в несколько десятков нанометров. Заметить их сложнее, чем обычные движения бактериальных клеток, которые микроорганизмы совершают в процессе жизнедеятельности, однако оказалось, что наномоторика имеет важное значение. Ученые научились регистрировать наномоторику бактерий, используя атомно-силовую микроскопию и кантилевер – специальный микроскопический зонд, к которому прикрепляется микроорганизм.

Эта система позволила зафиксировать наноколебания, создать базу данных с информацией о профилях колебаний, характерных для разных видов бактерий, разработать математические модели, выявившие закономерности в колебаниях бактерий в зависимости от условий, в которых те находятся. Исследователи показали, что наноколебания бактерий могут быть разными и меняются в зависимости от условий окружающей среды, в которых находятся клетки, например, на них влияет питание и присутствующие в среде лекарственные компоненты.

Кроме того, наномоторика видоспецифична, то есть движения одних бактерий не похожи на движения других. Ученые считают, что предложенный ими подход можно использовать для быстрой оценки чувствительности бактерий к антибиотикам, что важно для подбора эффективной терапии и своевременного назначения лечения.

#бактерии

Хеликобактерную инфекцию связали с повышенным риском болезни Альцгеймера

Клинически выраженная инфекция Helicobacter pylori связана с долгосрочным риском развития болезни Альцгеймера, в среднем риск повышается на 11 процентов. К такому выводу пришли канадские ученые, которые проанализировали когорту из более чем четырех миллионов человек. Результаты работы опубликованы в Alzheimer’s & Dementia.

Поль Брассар (Paul Brassard) с коллегами Макгиллского университета провел популяционное исследование, в котором изучалась связь между хеликобактерной инфекцией и развитием болезни Альцгеймера. Для этого ученые наблюдали за когортой из 4262092 человек без деменции старше 50 лет (средний возраст — 60,4 года), за которой наблюдали в среднем 11 лет. За это время зарегистрировали 40455 случаев болезни Альцгеймера.

Клинически выраженная хеликобактерная инфекция была связана с умеренно повышенным риском развития болезни Альцгеймера: в среднем риск повышался на 11 процентов. Самый большой риск — 24 процента — наблюдался через 7,3–10,8 года после начала инфекции. При этом ученые не выявили значимого эффекта возраста и пола на этот риск.

В дальнейшем ученым предстоит выяснить механизмы такой связи. Пока что они предполагают, что потенциально на эту связь могут влиять нарушения кишечного микробиома и всасывания витамина В12 и железа.

Если связь между хеликобактерной инфекцией и болезнью Альцгеймера существует, то профилактика инфекции будет и профилактикой деменции.

#пневмония #гигиена

Чистка зубов снижает риск пневмонии?

Ученые Центра женского здоровья имени Бригама в Бостоне (США) обнаружили, что ежедневная чистка зубов связана с более низким риском развития пневмонии среди госпитализированных пациентов. Результаты исследования опубликованы в журнале JAMA Internal Medicine.

Специалисты проанализировали 15 рандомизированных клинических исследований, в которых приняли участие более 2700 пациентов, и обнаружили, что частота внутрибольничной пневмонии была ниже среди пациентов, ежедневно чистящих зубы, по сравнению с теми, кто этого не делал. Эффект от чистки зубов был наиболее сильным среди пациентов, находящихся на искусственной вентиляции легких.

Внутрибольничная пневмония возникает, когда бактерии во рту попадают в дыхательные пути пациента и поражают его легкие. Пациенты с ослабленной иммунной системой особенно подвержены развитию внутрибольничной пневмонии во время госпитализации.

Исследователи надеются, что защитный эффект чистки зубов распространится и на пациентов, не находящихся в отделении интенсивной терапии, но необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, действительно ли это так.

#бактерии #антибиотики

В носу человека обнаружили новый антибиотик

Ученые Тюбингенского университета в Германии обнаружили в человеческом носу новый антибиотик, эффективный против патогенных бактерий. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Microbiology.

Молекула, названная эпифадином, производится из специфических штаммов бактерий вида Staphylococcus epidermidis, которые встречаются на слизистой оболочке внутренней стенки носа. Штаммы, продуцирующие эпифадин, также можно выделить на поверхности кожи.

Эпифадин представляет собой новый, ранее неизвестный класс противомикробных соединений, которые убивают микроорганизмы и могут быть использованы в качестве ведущей структуры для разработки новых антибиотиков. Эпифадин не только действует против бактерий, которые локально конкурируют с Staphylococcus epidermidis, но также эффективен против бактерий из других сред обитания, таких как кишечник и некоторые грибы.

Это вещество особенно эффективно против золотистого стафилококка Staphylococcus aureus, возбудителя внутрибольничной инфекции, который особенно опасен, если разовьет устойчивость к антибиотикам (MRSA). Однако необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, можно ли использовать эпифадин или его производные для терапии.

#вирусы #грипп

Обнаружены антитела против гриппа широкого спектра действия

Ученые Университета Питтсбурга обнаружили ранее неизвестный класс антител, которые имеют широкий спектр действия и способны нейтрализовать сразу несколько форм вируса гриппа. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Biology.

Вакцина против гриппа заставляет иммунную систему вырабатывать антитела, которые могут связываться с вирусным белком, называемым гемагглютинином, на внешней оболочке вируса гриппа, блокируя его проникновение в клетки человека. Различные антитела по-разному связываются с разными частями гемагглютинина, а сам гемагглютинин со временем мутирует, что приводит к появлению новых штаммов гриппа, которые могут уклоняться от старых антител.

Специалисты сосредоточились на небольшом изменении, обнаруженном в гемагглютинине у различных штаммов вируса гриппа H1. Определенные антитела, способные нейтрализовать H3, также могут нейтрализовать H1, но не в том случае, если гемагглютинин имеет вставку 133a.

Новые антитела способны нейтрализовать как определенные штаммы H3, так и определенные штаммы H1 со вставкой 133a или без нее. Это исследование расширяет список антител, которые потенциально могут способствовать разработке вакцины против гриппа, обеспечивающей более широкую защиту.

#вирусы #вакцинация #covid19

Испытана новая вакцина против мутировавшего коронавируса

Ученые Каролинского института в Швеции испытали новую вакцину от COVID-19, которая оказалась эффективной против мутировавших вариантов коронавируса. Результаты исследования опубликованы в журнале bioRxiv.

В клинических испытаниях приняли участие 24 человека, большинство из которых было старше 64 лет и уже получали четыре или пять доз вакцины до этого. Обновленная вакцина против COVID-19 вызвала 10-кратное увеличение антител не только против XBB, но и против более новых и более мутировавших штаммов, таких как BA.2.86.

Предыдущие модификации вакцины не обеспечивали сильную защиту против омикрона и новых вариантов, поскольку они адаптированы к исходному вирусу. Действие нового препарата преимущественно направлено именно против омикрона, который сильно отличается от первоначального штамма.

Широко используемые в настоящее время вакцины против COVID-19 действуют против как оригинального варианта SARS-CoV-2, так и варианта омикрон. Последний в настоящее время доминирует во всем мире, а резкий рост количества его подвариантов побудил к разработке вакцин для этих штаммов. Однако с тех пор на смену пришли другие варианты, в том числе сильно мутировавший BA.2.86

#бактерии #туберкулез

Описан механизм скрытого туберкулеза

Ученые Индийского института науки открыли важный механизм, который позволяет возбудителю туберкулеза сохраняться в организме человека в скрытом состоянии в течение десятилетий. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Туберкулез вызывается бактерией Mycobacterium Tuberculosis (Mtb), которая может присутствовать в организме человека десятилетиями, не вызывая каких-либо симптомов. В некоторых случаях она проникает глубоко в легкие, где существует дефицит кислорода, и переходит в состояние покоя, прячась от иммунной системы. Это явление называется персистенцией.

Исследователи вырастили Mtb в жидких культурах, содержащих специальные добавки, необходимые для роста микроорганизмов. Была также создана мутантная версия бактерии, в которой отсутствовал ген IscS, отвечающий за формирование железосерных кластеров — соединений, важных для функционирования белков.

Отсутствие гена IscS приводило к тяжелому заболеванию у инфицированных мышей, а не к стойкой хронической инфекции, обычно наблюдаемой у больных туберкулезом. Таким образом, этот ген вызывает персистенцию туберкулеза. В то же время бактерии, лишенные гена IscS, с большей вероятностью будут уничтожены некоторыми антибиотиками.

Дорогие подписчики, с наступающим Новым годом!

Будьте здоровы, мойте руки, не пейте антибиотики без назначения врача. Спасибо, что вы с нами!

Дорогие подписчики, с наступающим Новым годом!

Будьте здоровы, мойте руки, не пейте антибиотики без назначения врача. Спасибо, что вы с нами!

#covid19 #вирусы

Экспериментальный препарат облегчил симптомы длительного ковида

Рандомизированное контролируемое исследование, проведенное в Гонконге, показало, что экспериментальный препарат SIM01 облегчает множественные симптомы длительного заболевания COVID или постковидного синдрома. Результаты исследования опубликованы в журнале The Lancet Infectious Diseases.

SIM01 содержит штаммы анаэробных бактерий Bifidobacterium (которые являются пробиотиками) и растворимые волокна (пребиотики), изменяющие микробиом кишечника и модифицирующие иммунный ответ.

С июня 2021 года по август 2022 года исследователи случайным образом распределили 463 взрослых пациентов с длительным течением COVID в одной больнице для приема SIM01 или плацебо с витамином С внутрь два раза в день в течение шести месяцев.

Через шесть месяцев значительно большее количество участников группы SIM01 сообщило о более значительном уменьшении таких симптомов, как утомляемость (на 47 процентов), потеря памяти (56 процентов), затруднения с концентрацией внимания (62 процента), желудочно-кишечные расстройства (30 процентов) и общее недомогание (31 процент), чем в группе плацебо.

#бактерии

Бактерии могут передавать «воспоминания» по наследству

Американские ученые из Университета штата Техас в Остине в ходе своей исследовательской работы, представленной в PNAS, установили, что бактерии обладают неким подобием «воспоминаний», которые они ко всему прочему могут передавать своему потомству по наследству.

Специалисты обратили внимание, что бактерии с опытом роения, под которым подразумевается коллективное передвижение за счет жгутиков, со временем более эффективно принимали участие в этом движении, хотя у них отсутствует нервная система, которая могла бы обеспечивать появление воспоминаний. Исследователи решили разобраться в этом, для чего ими было выполнено свыше 10 тысяч тестов.

Отмечается, что во время испытаний ученые определили, что у Escherichia coli, или кишечной палочки, триггером некоего подобия «запоминания» информации о поведении выступал уровень клеточного железа.

Исследователи отметили, что бактерии, у которых содержание железа было низким, роились более активно и эффективно, а те, что формировали бактериальный поверхностный слой, имели высокую концентрацию железа.

По данным ученых, память о железе способна передаваться от материнской клетки дочерним на протяжении как минимум четырех поколений, а при искусственном изменении уровней — еще дольше.

#covid19

Тысячи больных ковидом могли умереть из-за приема противомалярийного гидроксихлорохина

Французские ученые связали смерть почти 17 тысяч больных COVID-19 в шести странах — Франции, Бельгии, Италии, Испании, Турции и США — с приемом противомалярийного препарата гидроксихлорохин (также известного под товарным знаком "плаквенил"). Результаты их исследования опубликованы в журнале Biomedicine & Pharmacotherapy.

Отмечается, что лекарство назначалось пациентам с коронавирусом при отсутствии доказательств, подтверждающих его пользу. В материале подчеркивается, что в 2021 году в журнале Nature были опубликованы подсчеты, согласно которым использование гидроксихлорохина на 11 процентов увеличило смертность в результате нарушений сердечного ритма и других побочных эффектов.

При этом подчеркивается, что число жертв от препарата может быть намного больше, так как ученые проанализировали данные за период с марта по июль 2020 года.

В России противомалярийный препарат гидроксихлорохин был внесен в список средств, которые можно назначать для лечения заболевания COVID-19, в апреле 2020 года. В июне 2020 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) прекратила испытания лекарства в качестве одного из назначений заразившимся коронавирусом из-за его побочных действий. Российский Минздрав исключил гидроксихлорохин из перечня рекомендаций по профилактике и лечению COVID-19 в мае 2021 года.

#вирусы #covid19 #бактерии #микробиом

Бифидобактерии и пребиотики помогли при симптомах долгого ковида

Клиническое исследование показало, что ежедневный прием синбиотика (препарата, содержащего про- и пребиотики) из трех видов бифидобактерий и нескольких олигосахаридов снижает утомляемость, облегчает симптомы нарушений памяти и концентрации внимания, а также желудочно-кишечных расстройств и общее недомогание. При этом, согласно статье в журнале The Lancet Infectious Diseases, частота нежелательных явлений не различалась между исследуемой и контрольной группами.

Высказывались предположения, что тяжесть постковидного синдрома может зависеть от состояния микробиоты кишечника. В частности, кишечный микробиом таких пациентов характеризовался уменьшенным микробным разнообразием и уменьшенным количеством бактерий, продуцирующих короткоцепочечные жирные кислоты.

Поэтому команда ученых под руководством Сью Ын (Siew Ng) из Китайского университета Гонконга решила проверить, как препарат с тремя видами бифидобактерий — B. adolescentis, B. bifidum и B. longum — и тремя пребиотическими добавками — галактоолигосахаридами, ксилоолигосахаридами и декстрином — может помочь людям с симптомами долгого ковида. Для этого исследователи провели клиническое испытание, в котором приняли участие 463 человека — 232 человека в группе синбиотика, а 231 — в группе плацебо. Средний срок от заражения коронавирусом до включения в испытание составил четыре месяца. Пациенты принимали синбиотик два раза в день ежедневно из расчета 20 миллиардов колониеобразующих единиц в сутки.

Через шесть месяцев у пациентов из исследуемой группы наблюдалось значительное улучшение симптомов усталости (р = 0,0001), нарушений памяти (р = 0,0024) и концентрации внимания (р < 0,0001), а также расстройств желудочно-кишечного тракта (р = 0,0014) и общего недомогания (р = 0,0008) по сравнению с группой плацебо после корректировки на различные ковариаты. Относительная польза синбиотика составила 47 процентов в отношении усталости, 56 процентов для нарушений памяти, 62 процента для трудностей с концентрацией внимания, 30 процентов в отношении желудочно-кишечных расстройств и 31 процент в отношении общего недомогания.

Помимо этого у большего числа пациентов в исследуемой группе наблюдалось облегчение боли в суставах, одышки, бессонницы, мышечной боли, кашля, выпадения волос, боли в груди и нарушения настроения, однако эти результаты не были значимыми после корректировки. Согласно многофакторному логистическому регрессионному анализу, лечение препаратом синбиотиком, заражение вариантами омикрона, вакцинация и легкая форма ковида были независимыми предикторами снижения интенсивности симптомов долгого ковида. При этом препарат не вызвал значительных побочных эффектов.

#бактерии #микробиом

Пробиотики не улучшают разнообразие микробиома кишечника?

Ученые из университета Земмельвайса в Венгрии проанализировали влияние приема пробиотиков на индексы разнообразия микробиома кишечника во время антибиотикотерапии. Результаты исследования PROSPERO опубликованы в журнале BMC Medicine.

Количественный анализ показал, что разнообразие микробиома кишечника у людей, которые получали пробиотики, не существенно отличалось от контрольной группы.

Средняя разница индексов разнообразия Шеннона в группе пробиотика и среди участников, которые получали только антибактериальную терапию, составила 0,23, а средняя разница индексов Chao1 равнялась 11,59. Средняя разница количества операционных таксономических единиц между двумя группами составила 17,15.

Изменения таксономического состава несколько отличались в ходе разных исследований, но оказались сходными между группой пробиотиков и контролем. Анализ показал, что исходный уровень разнообразия микробиома восстанавливался в среднем через 3—8 недель.

Анализировали результаты 11 769 исследований из баз данных MEDLINE, Embase и CENTRAL до октября 2021 года. Для систематического анализа подошли 15 исследований, в которых приняли участие в общей сложности 877 человек. Все участники принимали антибиотики с пробиотиками или без них. Для количественного анализа индекса Шеннона выбрали пять исследований с участием 355 пациентов, а для расчета индекса Chao1 — три исследования, в которых участвовали 236 человек.

#антибиотики #бактерии

Новое подтверждение связи между использованием антибиотиков и появлением устойчивых к ним бактерий

Ученые Института Сэнгера, Университета Осло и Кембриджского университета обнаружили новую причину появления бактерий, устойчивых к антибиотикам. Результаты исследования опубликованы в журнале The Lancet Microbe.

Специалисты сравнили более 700 образцов крови, инфицированных кишечной палочкой, с почти 5000 образцами бактерий с секвенированными геномами, чтобы определить факторы распространения устойчивой к антибиотикам E. coli.

Было показано, что более широкое использование антибиотиков действительно приводит к увеличению числа резистентных микробов.

Однако это зависит от типа используемых антибиотиков широкого спектра действия. Кроме того, важную роль играет генетический состав бактерий, который может повлиять на успех генов устойчивости. Таким образом, невозможно предсказать, каким будет эффект от широкого использования одного и того же антибиотика в разных регионах Земли.

#covid19

Бразильские ученые: вегетарианцы и веганы подвергаются значительно более низкому риску заражения COVID-19

Исследователи выяснили, что растительная диета снижает риск заражения COVID-19. Диета с высоким содержанием свежих фруктов, овощей, бобовых, орехов и цельнозерновых продуктов рекомендуется Всемирной организацией здравоохранения для укрепления иммунитета и снижения риска заражения.

В период с марта по июль 2022 года команда Университета Сан-Паулу набрала 702 взрослых добровольца для продолжения своих исследований. Участников спрашивали об их образе жизни, истории болезней, вакцинах и пищевых привычках. Результаты исследования опубликованы в журнале British Medical Journal of Nutrition, Prevention and Health.

Из общего числа людей 330 сообщили о том, что страдали от SARS-CoV-2, при этом у 15% наблюдались симптомы от умеренной до тяжелой степени. По сравнению с людьми, соблюдающими всеядную диету, у тех, кто придерживается растительной или вегетарианской диеты, риск заражения COVID-19 снизился на 39 процентов.

При этом интенсивность или продолжительность заражения пациентов не коррелировали с их рационом питания. Ученые предполагают, что количество соединений, полученных из растений, может вызвать такое изменение риска заражения.

Вместе с тем, другие эксперты обращают внимание на условный характер результатов исследования бразильских коллег, в том числе ввиду малой выборки людей для анализа.

#вирусы #российскаянаука

Раскрыт механизм хронических инфекционных заболеваний

Российские ученые из Первого МГМУ и Института вычислительной математики РАН совместно с испанскими коллегами раскрыли механизм перехода острой вирусной инфекции в хроническое заболевание, как это происходит с ВИЧ и другими вирусами. Результат исследования опубликован в научном журнале Cell Death & Disease.

Исследователи установили, в каких случаях патогенный вирус быстро уничтожается иммунными клетками и когда заболевание переходит в хроническую форму и длится годами. В ходе экспериментов использовались мыши, которых заражали вирусом лимфоцитарного хориоменингита. Этот патоген по поведению напоминает ВИЧ, поражает оболочки головного мозга и вызывает такие симптомы, как вялость, повышенная температура и затрудненное дыхание.

Чтобы отследить течение заболевания, специалисты наблюдали за иммунным процессом в селезенке, сравнивая активность генов в клетках органа у зараженных и здоровых мышей. Было выявлено около 3000 генов, активность которых отличалась при острой и хронической инфекции.

Также при острой инфекции были замечены две волны выработки интерферона первого типа, которые наблюдались через два и пять дней после заражения, а при хронической только одна волна — на следующий день. Когда вирусная нагрузка оказывалась слишком высокой, макрофаги CD169+, играющие ключевую роль в иммунной защите и отвечающие за вторую волну, преждевременно разрушались T-киллерами и иммунитет не справлялся с вирусом. Из-за этого инфекция становилась хронической.

По словам авторов, обнаруженную особенность можно использовать при разработке комбинированной иммунотерапии для лечения хронических вирусных инфекций.

#covid19 #вирусы

Неполная вакцинация может быть связана с тысячами госпитализаций при COVID-19

Ученые Эдинбургского университета и других вузов и научных организаций в Великобритании раскрыли последствия для здоровья среди тех, кто не сделал прививки от COVID-19. Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале The Lancet, неполная вакцинация привела к тысячам госпитализаций.

Специалисты подсчитали, что летом 2022 года более семи тысяч человек, проживающих в Англии, Северной Ирландии, Шотландии и Уэльсе, были госпитализированы с тяжелой формой коронавирусной инфекции из-за того, что они не получили рекомендованное количество доз вакцины.

Более 90 процентов взрослого населения Великобритании были вакцинированы на ранних стадиях пандемии. Однако в период с июня по сентябрь 2022 года, после того как основная фаза пандемии была объявлена ​​законченной, около 44 процентов британцев не получили достаточно доз вакцины.

Это означает, что почти 20 процентов из 40 тысяч госпитализаций или случаев фатального исхода из-за COVID-19 за лето можно было бы избежать, если бы британцы были полностью вакцинированы. Рекомендация органов здравоохранения Великобритании по состоянию на июнь 2022 года предусматривала одну прививку для лиц в возрасте от 5 до 11 лет, две — для 12-15, три — для 16-74 и четыре — для людей старше 75.