Fágy jsou zbraněmi bakterií v divočině lidských střev

Z lidského, řekněme uživatelského pohledu, je naše trávicí soustava něco nepochybně velmi důležitého, ale jinak poměrně nevábného a nepříliš vhodného pro detailní úvahy a analýzy. Asi jen málokdo by chtěl přesně a do puntíku vědět, co se děje v takovém tlustém střevu bezprostředně po úspěšném dovršení bohatého oběda či večeře. Pro spousty rozličných bakterií a dalších organismů, kteří v lidských střevech žijí, je to samozřejmě jiné. Z jejich pohledu je to pestrá divočina, kde se každý snaží v rámci možností prosperovat, nezřídka i na úkor dalších nájemníků. V našem trávicím systému ve skutečnosti zuří nepřetržité šarvátky a boje, v nichž se používají zajímavé zbraně, které bychom v lidském světě nejspíš neváhali označit za prostředky hromadného ničení a vedli bychom pokrytecké dohady, zda je zakázat či alespoň regulovat jejich dostupnost.

Jak nedávno zjistil tým Lory Hooper z Texaské univerzity, takovou děsivou zbraní mohou být i fágy, tedy viry specializované na likvidaci bakterií zevnitř. V době neslavného úpadku antibotik, o nichž jsme si donedávna mysleli, že nás ochrání před bakteriemi snad už navždy, se právě fágy stávají jednou z nových nadějí, díky nimž bychom snad zase mohli bakterie držet na uzdě. Proto v současnosti probíhá jejich intenzivní výzkum ve všech možných prostředích. Navzdory těmto snahám ale doposud nevíme prakticky nic například právě o osudu fágů v mikrobiálním společenstvu lidské trávicí soustavy. Hooperová a spol. se zajímali o bakterii z linie Firmicutes, enterokoka Enterococcus faecalis, který je běžný leckde v půdě i vodě. V lidech žije jako běžný komenzál a s mnoha dalšími bakteriemi se přiživuje na lidském stravování. Naše vzájemně soužití je většinou pohodové, přesto ale není úplně bez problémů. Když se tenhle enterokok dostane do krve, tak se snadno utrhne ze řetězu a řádí jako pominutý. Rozbíhá se tím řada nebezpečných nemocničních infekcí, k nimž mohou přijít pacienti jako k nepříjemnému bonusu za pobyt v nemocnici.

Badatelé prozkoumali enterokoky kmene V583, izolovaného od pacienta a odolného vůči vankomycinu, donedávna antibiotiku poslední volby, které se používalo jen tehdy, když vše ostatní selhalo. Zjistili, že když se dostanou do střeva laboratorní myši, začnou chrlit velké množství fágů, očividně za extrémní spotřeby zdrojů a energie. Při bližším pohledu vyšlo najevo, že tím enterokoky sledují mrzké a zcela pochopitelné cíle. Snaží se tak vylepšit svoji situaci v konkurenčně náročném prostředí, kde je o některé zdroje nouze. Jinými slovy, enterokoky používají fágy jako velmi účinnou zbraň proti ostatním bakteriím. Je to vůbec poprvé, kdy jsme něco takového u bakterií pozorovali. Zároveň je samozřejmě místě jistá opatrnost. Není úplně jasné, jak takový vztah vznikl a kdo je vlastně zbraň proti komu.

Podle toho, co víme, enterokoky kmene V583 produkují důvtipně kombinovaného fága, který je odvozen ze dvou různých profágových elementů, kódovaných přímo chromozomem dotyčné bakterie. Jeden z nich, profág 1, kóduje strukturní geny nezbytné k výrobě fágových částic. Druhý profág 7 se zase uplatňuje při průniku do cílových bakterií. Je pozoruhodné, že enterokoky řídí výrobu útočného fága podle dostupnosti živin v prostředí. Když se enterokok dostane do blízkosti bohatého zdroje potravy, tak hned spustí svůj zbrojní program a vyrábí fágy jak na běžícím pásu. Svým majitelům poskytuje slušnou výhodu při konkurenci s podobnými bakteriemi, například s jinými kmeny enterokoků. Hooperová a spol. to ověřili experimentálně, in vivo i in vitro. Pokud se autoři studie nespletli, tak se zdá, že by fágy mohly výrazně ovlivňovat průběh kolonizace našich střev a nejspíš i jiných částí těla bakteriemi. Na tom by pak bylo možné postavit intenzivní výzkum fágů v souvislosti s jejich využitím v medicíně. V zájmu nás všech a naší spokojené budoucnosti bez smrtelně nebezpečných bakteriálních infekcí jim držme palce.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka Ph.D.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Použité zdroje:

PNAS 109: 17621-17626.

PhysOrg 9.10. 2012.