Oblikovanje sintetičnega faga iz P. aeruginosa z reduciranim genomom
Uvod
Odpornost bakterij na antibiotike postaja vedno večji problem, zato se v zadnjem času kot potencialna terapevtska učinkovina preučujejo tudi bakteriofagi. Kljub temu da je fagna terapija obetaven način zdravljenja, se sooča s številnimi izzivi, kot so varnost, stabilnost in način dostave učinkovine, sposobnost bakteriofagov, da lahko okužijo omejeno število gostiteljskih bakterij, odpornost na bakteriofage ter stranski učinki zaradi lize bakterijskih celic. Ena izmed potencialnih rešitev nekaterih izmed teh omejitev je oblikovanje genetsko spremenjenih bakteriofagov s povečano protibakterijsko učinkovitostjo. V ta namen moramo v fagni genom vstaviti dodatne gene, kar pa zaradi omejitve dolžine DNA, ki se lahko zapakira v virusno kapsido, predstavlja velik problem. Zato bi lahko iz virusnega genoma odstranili gene, ki zapisujejo proteine z neznano funkcijo, gene, ki omogočajo odpornost proti antibiotikom, kot tudi zapise za toksine in druge virulenčne faktorje. Hkrati bi torej zmanjšali verjetnost, da bi bili v genomu prisotni potencialno nevarni geni. Cilj raziskave je bil oblikovati sintetični fag z reduciranim genomom, ki ohrani sposobnost okužbe, razmnoževanja in lize gostiteljske celice [1].
Pseudomonas aeruginosa je patogena bakterija, ki ima izjemno sposobnost razvoja odpornosti na antibiotike. Okužba se pojavi predvsem pri hospitaliziranih pacientih in je lahko smrtno nevarna za ljudi s cistično fibrozo in imunsko pomanjkljivostjo. Problematično je predvsem zdravljenje okužb z bolnišničnimi sevi, zato predstavlja fagna terapija potencialno rešitev [2], [3].
Izolacija bakteriofaga PE3 in njegova karakterizacija
V prvem koraku so raziskovalci iz odpadne vode pri čistilni napravi v mestu Braga na Portugalskem izolirali litični fag vB_PaeP_PE3 (okrajšano PE3), ki je sposoben okužiti bakterijo P. aeruginosa PAO1. Po izolaciji so s transmisijsko elektronsko mikroskopijo (TEM) preverili njegove strukturne lastnosti in ugotovili, da ima PE3 kratek nekontraktilni rep. Izkazalo se je, da je izoliran fag sorazmerno specifičen, saj je bil sposoben okužiti 7 od 28 izoliranih kliničnih sevov P. aeruginosa. V nadaljevanju so fagu posekvencirali celoten genom, ki je dsDNA dolžine 43.583 bp z 62,3 % deležem GC baznih parov in direktnimi končnimi ponovitvami dolžine 479 bp. S pomočjo računalniških orodij so ugotovili, da genom vključuje 55 kodirajočih zaporedij CDS (dolžine 120–4014 bp), med katerimi ima 30 CDS pripisane funkcije, 25 CDS pa zapisuje hipotetične proteine. Nadaljnja genomska analiza je pokazala, da fag najverjetneje ni virulenten, saj ne vključuje lizogenih genov [1].
