Məlumat

Bakteriyalar və faglar toxumalarda tapıla bilərmi?

Bakteriyalar və faglar toxumalarda tapıla bilərmi?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ədəbiyyatda bağırsaq viromunun və mikrobiomun bir neçə tədqiqatı var, məsələn Reyes et al. Təbiət haqqında (https://www.nature.com/articles/nature09199?error=cookies_not_supported&code=f5201dbe-3cda-4e09-ba17-688d0352ef81). İndi nəcisdə bakteriya (deməli, faglar) tapmaq məntiqlidir. Bununla belə, toxumadan bakteriyaları bildirən başqa tədqiqatlar da var, məsələn, Kostic et al. Genome res haqqında (Məqalə Genomik analiz Fusobacterium ilə əlaqəni müəyyən edir ...). Bu spesifik halda müəyyən edilmiş bakteriya (Fusobacterium nucleatum) endoselüler parazitdir və onun toxumalara nüfuz etməsinə imkan verən virulentlik faktorlarına malikdir. Amma mənim sualım daha ümumidir: İnsan toxumalarında bakteriya və bakteriofaqları müəyyən etmək normal olardımı? Xüsusilə, bütün genom ardıcıllığı metagenomik təcrübələr insan toxumalarından bakteriya genomunu müəyyən edə bilərmi? Əgər belədirsə, steril olması lazım olan lokusların içərisində bakteriyaların olmasını necə izah edə bilərik? Çox sağ ol


Suala verdiyim şərhə görə, ResearchGate-də verilən eyni suala cavab budur:

İnsan toxuması nümunələrinin bütün genom ardıcıllığı tez-tez oxunuşların bakterial istinadlara uyğunlaşması ilə nəticələnir və bu, əslində yoluxucu xəstəliklərin diaqnozunda istifadə olunan bir üsuldur.

Yoluxucu Xəstəliklər üçün Diaqnostik Vasitə kimi Metagenomik Gələcək Nəsil Ardıcıllığının Vədlərini və maneələrini Anlamaq

Bütün genom ardıcıllığından istifadə edərək klinik nümunələrdə az miqdarda mikrobiomun müəyyən edilməsi

Bununla belə, patogen DNT ev sahibi DNT-dən daha az bolluqda ola bildiyindən, əsl infeksiyaları çirklənmədən və yalan pozitivlərdən ayırmaq çətin ola bilər. Steven Salzberg bu narahatlıqları aradan qaldırır və son nəşrdə hesablama həllini təklif edir:

KrakenUniq: unikal k-mer saylarından istifadə edərək inamlı və sürətli metagenomik təsnifat

"Adətən, oxunuşların böyük əksəriyyəti (adətən 95-99%) ev sahibi ilə uyğun gəlir və bəzən milyonlarla oxunuşdan 100-dən az oxunuşu hədəf növə uyğun gəlir. Xəstə və ya laboratoriya işçilərinin ümumi dəri bakteriyaları və digər Nümunələrin toplanması və ya hazırlanması zamanı çirklənmə asanlıqla eyni sayda oxunuş yarada bilər və bununla da patogendən gələn siqnalı maskalaya bilər."

Bu cavabı genişləndirmək üçün, metagenomik oxunuşlarda az bol orqanizmlərin dəqiq müəyyən edilməsinin çox yaxşı istinad genomları tələb etdiyini başa düşmək vacibdir. Salzberg qrupunun ayrı bir məqaləsində heyrətamiz bir kəşf müzakirə olunur: insan genomunda bir çox yüksək surətli təkrarlar NCBI RefSeq verilənlər bazasında yanlış olaraq bakterial zülallar kimi qeyd edilmişdir.

Bakterial genomlarda insan çirklənməsi minlərlə saxta zülal yaratdı

Bu onu göstərir ki, tədqiqatçılar insan toxumasının ardıcıllığı məlumatlarında az miqdarda bakteriya və ya faqın mövcudluğu barədə nəticə çıxarmağa çalışarkən, xüsusən də həmin orqanizmlərin mövcudluğu digər analizlərlə təsdiqlənmədikdə diqqətli olmalıdırlar.


SİNİR VƏ BEYİN

Su çiçəyi infeksiyasından sonra bəzi Herpes virusları sinirlər boyunca hərəkət edir və onurğa sinirlərinin dorsal kök qanqliyalarında hərəkətsiz qala bilər... onlar daha sonra aktivləşə və şingllərə səbəb ola bilər.

(jvi.asm.org)-a görə:

Herpes simplex virus 1 (HSV-1) insanların və eksperimental yoluxmuş siçanların beyinlərinin neyronlarında və sensor qanqliyalarında gizlilik yaradır.

İntervertebral disklər

PubMed:

Bizim tapıntılarımız degenerasiya olunmuş IVD-lərdə aşağı virulentli anaerob bakteriyaların mövcudluğunu daha da təsdiqlədi və P. acnes ən çox yayılmış bakteriya idi.


Bakteriyalar və faqlar toxumalarda tapıla bilərmi? - Biologiya

Mikrobiomun manipulyasiyası arzuolunmaz nəticələrin qarşısını almaq üçün dəqiq olmalıdır - faglar ev sahibinə xas təbiətinə görə bir həll təmin edə bilər.

Mikrobiom modulyatorları kimi faqların tam potensialını aşkar etmək üçün klassik izolyasiya və xarakteristika üsullarından mədəniyyətdən asılı olmayan yeni üsullara keçmək vacibdir.

Yeni kultivasiya texnologiyaları hələ yetişdirilməmiş bağırsaq bakteriyalarının mexaniki tədqiqinə imkan verir, onların fiziologiyası və şəbəkə qarşılıqlı əlaqəsi haqqında fikir verir.

Multi-omiks bakterial taksonları və insan sağlamlığı və xəstəlikləri ilə əlaqəli funksional xüsusiyyətləri müəyyən etməkdə mono-omikadan daha dəqiqdir.

Bağırsaq bakteriyaları bir çox funksiyaları tənzimləmək, əsas metabolitlər istehsal etmək, patogenlərin işğalından qorunmaq və daha çox şeylə insan orqanizmində mühüm rol oynayır. Əksinə, onların icma strukturunda dəyişikliklər bir neçə mədə-bağırsaq (GI) və qeyri-GI şərtləri ilə əlaqələndirilir. Xoşbəxtlikdən, bu bakteriyalar xarici təhriklərə cavabdehdir, lakin onların təhlükəsiz manipulyasiyası üçün xüsusi vasitələrə ehtiyacımız var, çünki qeyri-spesifik dəyişikliklər gözlənilməz uzunmüddətli nəticələrə səbəb ola bilər. Burada biz əsasən becərmədən müstəqil texnologiyalarda son nailiyyətləri müzakirə edirik və onların müxtəlif əsas addımlarla, yəni modulyasiya hədəflərinin müəyyən edilməsi və bağırsaq bakteriyalarını dəqiq modulyasiya etmək və insanlarda dayanıqlı mikrobiomu bərpa etmək üçün faj əsaslı vasitələrin işlənib hazırlanması ilə bağlılığını müzakirə edirik. Nəhayət, müxtəlif dysbiosis ilə əlaqəli xəstəliklər üçün çox modulyasiya strategiyaları təklif edirik.


Bakteriofaqlarla işləmək

Giriş

A bakteriofaq (faq) bakteriyaları yoluxduran virusdur. O, zülal örtüyü ilə əhatə olunmuş nuklein turşusundan bir qədər çox deyil. Hüceyrəyə yoluxmaq üçün bakteriofaq bakteriyaların hüceyrə divarındakı reseptor sahəsinə yapışır. Bağlandıqdan sonra fag öz DNT-ni hüceyrənin sitoplazmasına enjekte edir və burada təkrarlanır. Faj genləri replikasiya olunmuş fag DNT-ni əhatə edən örtük zülallarının istehsalı və yığılması üçün ifadə edilir. Kritik sayda virus hissəcikləri yığıldıqda, ev sahibi hüceyrə lizis edir və yeni yaradılmış faq ətraf mühitə buraxılır və burada yeni host hüceyrələri yoluxdura bilər. Onların çoxalma üçün sadə tələbləri, qısa nəsil müddəti və nisbətən sadə genetik quruluşu bakteriofaqları transkripsiyanın, DNT replikasiyasının və gen ifadəsinin əsas mexanizmlərini aydınlaşdırmaq üçün ideal tədqiqat obyektinə çevirmişdir. Bir sıra bakteriofaqlar geniş şəkildə xarakterizə edilmişdir. λ və M13 bakteriofaqları kimi bir neçəsi ekzogen genetik materialın klonlaşdırılması üçün vektor kimi xidmət etmək üçün genetik olaraq hazırlanmışdır.


Bədənimizdəki virus dənizi bizi sağlam saxlamağa kömək edirmi?

Birinci Dünya Müharibəsi əsgərlərinin nəcislərində bakteriyaları öldürən aşkar edildikdən bir əsr sonra bakteriofaqlar və ya sadəcə faqlar kimi tanınan viruslar insan orqanizmində oynaya biləcəkləri rola görə yeni diqqət çəkir. Faqlara okeanlardan tutmuş torpağa qədər ən çox hər yerdə rast gəlinir. İndi bir araşdırma göstərir ki, insanlar hər gün bağırsaqları vasitəsilə 30 milyard faqı udurlar.

Virusların harada bitdiyi bəlli olmasa da, bu məlumatlar və digər son araşdırmalar elm adamlarını bədəndəki faqlar dənizinin - "fageom"un, bəlkə də immunitet sistemimizi tənzimləməklə, fiziologiyamıza təsir edə biləcəyi ilə maraqlandırır. Avstraliyanın Melburn şəhərindəki Monaş Universitetinin faq tədqiqatçısı Jeremy Barr, bu həftə nəşr olunan araşdırmaya rəhbərlik edən, "Əsas biologiya tədrisi fagların eukaryotik hüceyrələrlə qarşılıqlı əlaqədə olmadığını deyir" dedi. mBio. İndi o, "bu, tam BS" olduğuna əmindir.

Onilliklər ərzində faglar üzərində aparılan tibbi tədqiqatların əksəriyyəti bu bakterial parazitləri antibiotiklərə çevirməyə yönəlmişdir. Bəzi cəlbedici uğur hekayələri var, lakin faj terapiyası etibarlı bir müalicə olmaq üçün mübarizə apardı.

Bununla belə, Barrın əvvəlki tədqiqatları göstərdi ki, faglar təbii olaraq bizi patogenlərdən qorumağa kömək edə bilər. Mərcanlardan tutmuş insanlara qədər müxtəlif heyvanları tədqiq edərək, o, faqların selikli təbəqələrdə, diş ətlərimizi və bağırsağımızı qoruyanlar kimi, qonşu mühitdə olduğu kimi dörd dəfədən çox olduğunu aşkar etdi. Məlum oldu ki, fagın zülal qabığı, su ilə birlikdə selik əmələ gətirən müsinləri, böyük ifraz olunan molekulları bağlaya bilir.

Bu, həm faglar, həm də selikli heyvanlar üçün yaxşı işləyir. Mucusun yapışması faglara daha çox bakterial ovla qarşılaşmağa imkan verir. Və nəticədə, Barr bir sıra in vitro tədqiqatlarında göstərdi ki, viruslar əsas hüceyrələri potensial bakteriya patogenlərindən qoruyur, əlavə toxunulmazlıq qatını təmin edir.

İndi o, bu virusların bağırsaq mucusundan bədənə keçə biləcəyinə dair sübut tapdı. Laboratoriya qabında onun komandası göstərdi ki, insan epitel hüceyrələri, məsələn, bağırsaqlarımızı, ağciyərlərimizi və beyni əhatə edən kapilyarları əhatə edən hüceyrələr fajları qəbul edir və onları daxili hissələrə nəql edir. Nəqliyyat mexanizmi naməlum olaraq qalır, lakin tədqiqatçılar hüceyrələrdəki veziküllərdə qapalı virusları aşkar etdilər.

Üstəlik, hüceyrələr ardıcıl olaraq bədənin xaricə baxan tərəfində, məsələn, bağırsağın lümeninə doğru fajlar götürdü və onları əks, içəriyə baxan tərəfə buraxdı. Laboratoriyada epitel hüceyrələrinin fagları tutma sürətinə əsasən, tədqiqatçılar bir insanın gündə 30 milyarda qədər fag qəbul edə biləcəyini təxmin etdilər.

Polşa Elmlər Akademiyasının Vroslavdakı İmmunologiya və Eksperimental Terapiya İnstitutunun molekulyar bioloqu Krystyna Dąbrowska deyir ki, yeni tədqiqat faqların bədənə necə daxil ola biləcəyini "gözəl" göstərir. Lakin o, xəbərdarlıq edir ki, laboratoriya qabı canlı heyvanın bağırsağından fərqlidir və Barrın analizləri üçün istifadə edilən bəzi hüceyrələr normal hüceyrələrlə müqayisədə fərqli fag qəbulu dərəcələrinə malik olan xərçəng hüceyrələridir.

Əgər faglar toxumalarımıza daxil olarsa, onda nə edərlər? Yalnız bir neçə tədqiqat problemi həll edir. 2004-cü ildə Dąbrowskanın rəhbərlik etdiyi tədqiqatçılar bildirdilər ki, xüsusi bir faq növü xərçəng hüceyrələrinin membranını bağlaya bilər, şiş böyüməsini və siçanlarda yayılmasını azaldır. Bir neçə il sonra, Dąbrowska'nın məzun məsləhətçisi, faq mütəxəssisi Andrzej Gorski göstərdi ki, faglar inyeksiya edildikdə siçan immun sisteminə təsir göstərərək, T-hüceyrələrinin yayılmasını və antikor istehsalını azaldır. Siçanlar, hətta immun sisteminin köçürülmüş toxumalara hücumunun qarşısını ala bilirlər.

Barr hesab edir ki, insanlarda virusların davamlı axını immun reaksiyalarını modulyasiya edə bilən “bədəndaxili fageom” yaradır. Belçikada yerləşən tədqiqatçılar qrupu tərəfindən bu il nəşr olunan iş bu fikri dəstəkləyə bilər: Sağlam insanlardan alınan ağ qan hüceyrələri beş müxtəlif faj növünə məruz qaldıqda, hüceyrələr əsasən qripə bənzər simptomları və iltihabı azaltmaq üçün bilinən immun molekulları istehsal etdilər. Missuri ştatındakı Sent-Luisdəki Vaşinqton Universiteti Tibb Məktəbində immunoloq Herbert Virgin tərəfindən başçılıq etdiyi bir qrup immun əlaqəyə dair başqa bir işarə olaraq, iki otoimmün vəziyyəti, tip 1 diabet və iltihablı bağırsaq xəstəliyi olan insanların bağırsaq fageomlarını dəyişdirdiyini aşkar etdi.

Virgin xəbərdarlıq edir ki, onun tapıntıları yalnız birlikdir. Lakin Barr, fageomun immun sistemini potensial patogenlərin olması barədə xəbərdar edə biləcəyini fərz etməyə davam edir. Bakterial infeksiya bədənə yeni fajlar dalğası gətirəcək - işğalçı bakteriyaların parazitləri - hansısa şəkildə bakteriyaları hədəf ala biləcək iltihablı reaksiyaya toxuna bilər.

Barr deyir ki, elm adamları insan fageomunun rolunu başa düşdükdən sonra bədənimizdəki bakteriya icmalarını manipulyasiya etmək və hətta öz hüceyrələrimizi idarə etmək üçün faglardan istifadə etmək barədə düşünməyə başlaya bilərlər. Lakin o da ehtiyatlıdır və qeyd edir ki, "fag biologiyası bir qarış genişlikdə və bir mil dərinlikdədir". Barr deyir ki, fageukaryotların qarşılıqlı təsirləri haqqında indiki məlumatsızlığımızı nəzərə alsaq, tibbi istifadə "yəqin ki, onilliklərdir".


XƏRÇƏNG VƏ DEGENERativ XƏSTƏLİKLƏRİN MÜALİCƏSİNDƏ FAJ

Təbii faqlar uzun müddət zəif gen ötürücü vasitələr hesab edilmişdir, çünki onlar yalnız bakteriyaları yoluxdururlar (Ivanenkov et al. 1999). Gen terapiyası üçün fagların potensialını qəbul edərək, Hajitou et al. (2006) yeni nəsil hibrid prokaryotik-eukaryotik nanovektorları eukaryotik adeno ilə əlaqəli virus (AAV) və adeno ilə əlaqəli virus/faq (AAVP) olaraq adlandırılan filamentli M13 bakteriofaqı arasında kimera kimi tərtib etmişdir. Bu faj hissəciyi, ilk növbədə şiş damarlarında və şiş hüceyrələrində mövcud olan və çətinliklə aşkar edilən səviyyələrdə ifadə olunan αvβ3-inteqrin reseptoruna sistemli və spesifik hədəflənməyə imkan verən, faj pIII kiçik örtük zülalında siklik peptid RGD4C (CDCRGDCFC) liqandını ifadə edir. normal endotel və toxumalarda (Folkman 1997). Hibrid nanovektor genomu, həmçinin sitomeqalovirus (CMV) promotorunun tənzimlənməsi altında fag genomunun intergenomik bölgəsinə mühəndis AAV (rekombinant adeno-associated virus [rAAV]) transgen kasetinin daxil edilməsi ilə modifikasiya edilmişdir. AAV serotip 2-dən terminal təkrarları (ITRs). ITR-lər eukaryotik transgen kasetinin konkatemerlərini saxlamaq və formalaşdırmaqla transduksiyanın səmərəliliyini artırır və transgen ifadəsini gücləndirir (Hajitou et al. 2006 Trepel et al. 2009). Bundan əlavə, bu vektor qansiklovir ilə şişin müalicəsi üçün uyğun olan herpes simplex timidin kinaz gen kasetini daşımaq üçün hazırlanmışdır və teranetik yanaşmalar üçün pozitron emissiya tomoqrafiyası (Soghomonyan et al. 2007 Hajitou et al. 2007, 2008). RGD4C-AAVP çılpaq siçanlarda şiş nekrozu faktoru α (TNF-α) insan melanoma ksenoqraftlarının angiogen damarlarına çatdırmaq üçün istifadə edilmişdir (Tandle et al. 2009). Fagın sistemli tətbiqindən sonra TNF-α ifadəsinin şişlərdə xüsusi lokallaşdırıldığı, şişin qan damarlarında apoptoza və şiş böyüməsinin əhəmiyyətli dərəcədə ləngiməsinə səbəb olduğu, eyni zamanda bütün digər toxumalarda, xüsusən də qaraciyər və dalaqda faktiki olaraq aşkar edilmədiyi göstərildi. TNF-α-nı ifadə edən hədəflənmiş RGD4C-AAVP-nin effektivliyi yumşaq toxuma sarkoması olan itlərdə də göstərilmişdir (Paoloni et al. 2009). Bu vektor CMV promotorunu şişə xüsusi promotor Grp78 ilə əvəz etmək üçün daha da dəyişdirilmişdir ki, bu da yalnız hədəflənmiş şiş damarlarında ifadəni idarə edir (Kia et al. 2012).

Son tədqiqatlar göstərdi ki, M13 bakteriofaqının xətti strukturu β-amiloid və α-sinuklein zülallarına bağlanmağa imkan verir ki, bu da Alzheimer və Parkinson xəstəliklərinin modellərində lövhənin parçalanmasına gətirib çıxarır. M13 faqının qeyri-insani primatların beyninə konveksiya ilə gücləndirilmiş şəkildə çatdırılması həm ağ, həm də boz maddəyə paylanmasını təsdiqlədi ki, bu da filamentli faqı birbaşa lövhənin əriməsi, həmçinin müalicəvi və görüntüləmə agentlərinin beyinə çatdırılması üçün çox cəlbedici teranetik edir (Frenkel və Solomon). 2002 Ksendzovsky et al. 2012).


SARS-CoV-2 İnfeksiyasının Müalicəsində Bakteriofaqların Mümkün Rolu

Ağır kəskin respirator sindromlu koronavirus 2 (SARS-CoV-2) ilk dəfə 2019-cu ilin dekabrında Çinin Uhan şəhərində qeydə alınıb. O vaxtdan bəri epidemiya qlobal pandemiyaya çevrilib və nə peyvənd, nə də müalicə vasitəsi olub. koronavirus xəstəliyi 2019 (COVID-19) adlandırılan xəstəlik hazırda mövcuddur. Tədqiqat sahəsində yavaş tərcümə tərəqqisi təcili olaraq çoxlu sayda tədqiqatın tələb olunduğunu göstərir. Bu kontekstdə bu baxış bakteriofaqların SARS-CoV-2-yə, xüsusən də faq terapiyasına (PT) təsirini araşdırır. Bakteriofaqlar bakteriya hüceyrələrini yoluxduran və öldürən viruslardır. Bir sıra tədqiqatlar, bakteriofaqların antibakterial qabiliyyətlərinə əlavə olaraq antiviral və antifungal xüsusiyyətlərə sahib olduğunu təsdiqlədi. Həmçinin PT-nin NF kappa B aktivasiyasını azaltmaqla viral patogenlərə qarşı toxunulmazlıq yaratmaq üçün təsirli olduğu, əlavə olaraq fagların antiviral protein fagisin istehsal etdiyi göstərilmişdir. Hindistanda Himalay silsiləsində yaranan Qanq çayında çoxlu sayda bakteriofaqlar saxlanılır və onlar tədricən əriyən permafrost tərəfindən çaya buraxılır. Bu çayın suyu ənənəvi olaraq bir sıra xəstəliklər üçün müalicəvi vasitə hesab olunurdu. Bu araşdırmada Qanq çayının COVID-19-un müalicəsində müalicəvi rol oynaya biləcəyini fərz edirik.

1. Giriş

Şiddətli kəskin respirator sindrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) səbəb olduğu 2019-cu il koronavirus xəstəliyinə (COVID-19) ilk insan yoluxması 2019-cu ilin dekabrında Çinin Uhan şəhərində rəsmilər tərəfindən bildirilmişdi. O vaxtdan bəri epidemiya davam edir. qlobal pandemiyaya çevrildi. Birləşmiş Millətlər Təşkilatının Geoscheme Worldometer-in 14 iyul 2020-ci il tarixinədək COVID-19 məlumatlarına görə, dünya miqyasında 13,360,401 təsdiqlənmiş hadisə və 580,038 ölüm halı təxminən 4,3% təşkil edir. Hindistanda bu günə qədər müsbət halların ümumi sayı 24,309 ölümlə (2,6% ölüm nisbəti) olmaqla 936,181-ə çatdı. Xəstəliyin yayılmasını minimuma endirmək və ölüm nisbətini azaltmaq üçün federal hökumətlər qabaqlayıcı tədbirlər kimi sosial uzaqlaşma və kilidləmələrə üstünlük verdilər. Bununla belə, bu cür profilaktik tədbirlər aradan qaldırılarsa, heç bir qəti müalicə və ya peyvənd olmadıqda “düzləşmiş epidemiya əyrisi” tədricən yenidən yüksəlməyə başlayır. Hindistan hökuməti 25 mart 2020-ci ildə ümummilli karantin elan etdi və 31 may 2020-ci ilə qədər uzadıldı.

İndi biz SARS-CoV-2-nin təfərrüatlı quruluşunu və ardıcıllığını, eləcə də insanlarda patogen mexanizmini bilirik. Virusun yeni ardıcıllığına görə, hazırda sübut edilmiş antiviral terapiya və ya peyvənd yoxdur. Virus əleyhinə dərmanlar və SARS-CoV-2-yə qarşı peyvənd hazırlamaq üçün bütün dünyada tədqiqatlar davam edir.

Bakteriofaqlar üzərində aparılan tədqiqatlarda irəliləyiş bakteriya və virusların biologiyası, eləcə də virusların müsbət təsirləri haqqında yeni anlayışlar təmin etmişdir. Son sübutlar həmçinin göstərir ki, faqlar mövsümi qrip və quş qripi [1] daxil olmaqla bir sıra xəstəliklərə qarşı terapevtik potensiala malik ola bilər. Qrip virusları SARS-CoV-2-yə bənzər ağciyər toxumasını yoluxdurur. Lauster və başqaları. qrip virusunu artıq ağciyər toxumasına yoluxdura bilməyəcək şəkildə əhatə edən kimyəvi cəhətdən dəyişdirilmiş faj kapsidləri [1]. Bu fenomen insan ağciyər toxumasından istifadə edərək preklinik tədqiqatda tədqiq edilib və koronavirus infeksiyasına qarşı tədqiq edilir. Hazırda mövcud olan antiviral preparatlar ağciyər hüceyrələrini yoluxdurduqdan sonra qrip və koronavirusa hücum etdiyi üçün virusu hədəf almaq və virus infeksiyasının ilk mərhələsində infeksiyanın qarşısını almaq vacibdir.

Bakteriofaqlar və ya faqlar bakteriyaları yoluxduran və öldürən viruslardır. Bakteriofaqlar xüsusi zülal örtüyü (kapsid) ilə əhatə olunmuş nuklein turşusu molekulundan ibarətdir. Qanq çayında (və ya Qanqa) rast gəlinən bakteriofaq, xüsusən də mənşəyində bir neçə növ bakteriyaları yoluxdurmaq qabiliyyətini göstərir. Gomux Qanq çayının əsas mənbəyi hesab olunur. Tədqiqatçıların fikrincə, Himalay permafrostu bakteriofaqları tutur və saxlayır [2].

Qanqa çayında bakteriofaqların nisbəti bakteriyalardan üç dəfə çoxdur [2]. Milli Ətraf Mühit Mühəndisliyi Tədqiqat İnstitutu [3] tərəfindən bildirilmişdir ki, Qanqada təxminən 1100 növ bakteriofaq var. Bu, 200-dən az bakteriofaq növü olan Yamuna və Narmada ilə müqayisədə xeyli yüksəkdir. Qanqa suyu yüksək qələvilik nümayiş etdirir və onun bəzi özünü təmizləyici xüsusiyyətləri bakteriofaqların böyüməsinə kömək edir.

Yuxarıda göstərilən tədqiqatlar, donmuş Himalay permafrostunda bakteriofaqların müxtəlif tətbiqlərini və canlanma imkanlarını araşdırmaq imkanlarına dair əlavə tədqiqatları təşviq edir.

Faj terapiyası (PT) ilk növbədə bakteriyaları öldürmək, antibiotiklərin həddindən artıq istifadəsinin və antibiotik müqavimətinin inkişafının qarşısını almaq üçün hazırlanmışdır. Faglar insan subyektlərinin immunoloji homeostazını tarazlaşdırmaqda vacib olan immunorequlyasiya və immunoterapevtik fəaliyyətlərə vasitəçilik edirlər [4, 5]. Bir çox bakteriofaqlarda lizin adlanan hidrolitik fermentlər, o cümlədən endolizinlər və ektolizinlər var ki, bunlar fag DNT-nin daxil olmasına imkan vermək üçün bakterial peptidoqlikan hüceyrə divarını qırmağa kömək edir [6]. Bundan əlavə, tədqiqatlar hətta PT-nin otoimmün xəstəliklərdə və allergiyada effektivliyini təklif etmişdir [7].

PT viruslar və göbələklər kimi qeyri-bakterial infeksiyalara qarşı da istifadə edilə bilər [8]. Beləliklə, bədəndə və ya Qanqa suyunda (fageom) tapılan faqlar bakteriyaları, eləcə də qeyri-bakterial hosta məxsus orqanizmləri öldürməklə insanları müxtəlif infeksiyalardan qoruya bilər [9-11].

Məlum olub ki, tullantı sularında SARS-CoV-2 hissəciklərinin miqdarı xeyli yüksəkdir [12]. Tədqiqatçılar təklif etdilər ki, kanalizasiya vəziyyətində bütün əhalinin yoluxub-buxunmadığını müəyyən etmək üçün bir test kifayətdir [13]. Koronavirusun genetik materialı (RNT) kapsidlə, yəni tam virus hissəcikləri şəklində qorunduğu müddətcə sabit qalır. Bununla belə, mövcud məlumatlardan belə qənaətə gəlinmişdir ki, kanalizasiya sularında virusun nisbəti yüksək olsa da, bu yolla ötürülmə və yoluxma riski çox aşağıdır [14]. Ona görə də kanalizasiya sularında aşkar edilən koronavirusun insanlara yoluxması ehtimalı azdır. Bu məlumat COVID-19-un idarə olunmasında böyük əhəmiyyət kəsb edə bilər [15].

Bu icmalda Qanqa çayından bakteriofaqların SARS-CoV-2 əleyhinə mümkün təsirləri müzakirə olunur.

2. Qanqa suyu və faq

Hankin [12] Ganga və Yamuna suyunun antibakterial xassələrini Mallapati [16] tərəfindən bakteriofaqlar konsepsiyası işlənməmişdən çox əvvəl səciyyələndirmişdir. Hankin çiy Qanqa suyundan istifadə etməklə ishal və vəba xəstəliyinin müalicəsini bildirdi. Daha sonra Nautiyal [11] patogenləri öldürə bilən bəzi naməlum istiliyə davamlı peptidlərin mövcudluğunu göstərdi. Escherichia coli 0157:H7 [11].

Şəkil 1-də göstərildiyi kimi, koronavirus liqand-reseptor bağlama prosesini izləyir və replikasiyadan sonra ana sitozol üzərində nəzarəti öz üzərinə götürür [17]. Bu, daha sonra proteolitik parçalanma ilə nəticələnir. Faqlar antibakterial, antiviral və antifungal xüsusiyyətlərə malikdir [18]. Anti-immunorequlyasiya və antiinflamatuar fəaliyyətlər də faj hissəcikləri tərəfindən nümayiş etdirilmişdir və bu xüsusiyyətlər immunoloji homeostazın bərpasında faydalı ola bilər [4]. Beləliklə, faglar insanlarda, o cümlədən otoimmün xəstəliklərdə və allergiyada qoruyucu təsir göstərə bilər [19].

Mövcud terapevtik dərmanların yeni xəstəliklərə qarşı yenidən təyin edilməsi tez-tez sürətli klinik irəliləyiş üçün faydalı strategiyadır [8]. Məsələn, metformin miqdarını azalda bilər Bacterioids fragilis qaraciyər safrasının miqdarını artıran və insulinin həssaslığına səbəb olan bağırsaq bölgəsində. O, həmçinin xərçəng əleyhinə təsir göstərir və qalıcılığı artıran xüsusiyyətləri artırır [20]. Dərmanların repurposing strategiyası, həmçinin dang virusu infeksiyasına qarşı antiviral kimi xinin kimi yeni antiviral agentləri müəyyən etmək üçün bir üsul kimi ortaya çıxdı [21].

Fagların təkrarlanmasından əldə edilən bir məhsul olan fagisin, bakteriya hüceyrələrindən morbifik faq hissəcikləri buraxılmazdan əvvəl aşkar edilə bilər [8]. Fagisin tripsin və pepsinə reaktivdir, lakin eyni zamanda deoksiribonukleaza, ribonukleaza və ultrabənövşəyi radiasiyaya qarşı bəzi müqavimətli xüsusiyyətlər göstərir. Beləliklə, fagisin ev sahibi DNT-ni yoluxdurmur, lakin viral DNT fiziologiyasına müdaxilə edə bilər [22].

Fajlar həmçinin antiviral agent kimi çıxış edə bilər və NF kappa B-nin aktivləşməsini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər [8]. Bakteriofaqlar insan adenovirusunun replikasiyasını və udulmasını məhdudlaşdırmaq və antimikrob fəaliyyətlərin gen ifadəsini dəyişdirmək potensialına malikdir [8].

Son tədqiqatlar göstərdi ki, faqlar antiviral xüsusiyyətlərə malikdir. Bakteriofaqlar zərərli viruslara qarşı fəaliyyət göstərən bəzi antiviral agentlərin istehsalına cavabdehdirlər. Antiviral agentlərdən biri olan fagisin fag replikasiyasının məhsuludur. Fagisin bir faj hissəciyi tərəfindən istehsal olunur və bakteriya hüceyrəsindən buraxılmazdan əvvəl hissəcikdə aşkar edilə bilər. Fagisin, viral DNT-nin təkrarlanmasına mane olan bir proteindir, lakin ev sahibi DNT-yə heç bir zərər vermir. Bədəndəki faqlar hüceyrə reseptorları üçün digər yüksək yoluxucu eukaryotik viruslarla rəqabət aparır və bununla da onların ev sahibi hüceyrəyə zərərli hərəkətlərini məhdudlaşdırırlar [23].

Faglar və faj zülalları viral infeksiyanın nəticəsi olaraq reaktiv oksigen növlərinin (ROS) meydana gəlməsini maneə törədir. Bu, fagların nümayiş etdirdiyi bəzi antiviral fəaliyyətləri izah edə bilər [24].

Faglar təbii öldürücü hüceyrələri (NK hüceyrələri) aktivləşdirmək üçün də fəaliyyət göstərir. Bu, onların terapevtik fəaliyyətlərində mühüm xüsusiyyət ola bilər. PT infeksiyadan sonra toxunulmazlığın artırılmasında iştirak edir. A549 hüceyrə xəttində antimikrob toxunulmazlığında iştirak edən genlərin ifadəsi üzrə stafilokok faqlarının tədqiqi göstərdi ki, interleykin-2 (IL-2) [25] artan tərcüməsi var. IL-2 NK hüceyrələrinin fəaliyyətini gücləndirir və buna görə də mütərəqqi hüceyrə immun reaksiyasına səbəb olur [26].

3. Təklif olunan mexanizmlər

3.1. Faj terapiyası və NF-nin inaktivasiyasıκViral infeksiya zamanı B

İnsan bədənində tapılan faqlar adətən bağırsaqdan və ağciyərlər kimi müxtəlif toxuma və orqanlarda transsitozdan ötürülür. Orta hesabla, gündə təxminən 3 × 10 10 faj insan bədənində transsitoz alır və bu faqların davamlı axınının antiviral müdafiəyə qarşı qoruyucu olduğuna inanılır [27]. İmmunitet reaksiyasında iştirak edən genlərin ifadələri NF- tərəfindən tənzimlənir.κB. Viruslar NF-dən istifadə etmək üçün fəaliyyət planı hazırlayıblar.κB çoxalmaq və ev sahibi hüceyrələrdə yaşamaq və infeksiyanı aradan qaldıran hüceyrə mexanizmlərindən qaçmaq üçün siqnal verir [25]. Əslində, NF-nin aktivləşməsiκB siqnalı bəzi viral infeksiyalar üçün ilkin şərtdir.

Daha əvvəl müzakirə edildiyi kimi, PT viral patogenlərə qarşı aktiv immun cavab yaratmaq potensialına malikdir. Digər viruslardan fərqli olaraq, HSV-1 T4 fag kimi faqlar NF-yə səbəb olmur.κİnsan endotel və epitel hüceyrələrində B aktivasiyası. Bundan əlavə, bu hüceyrələrin faglarla preinkubasiyası NF-nin fəaliyyətini azaldır və hətta dayandırır.κB [8]. Tədqiqatlardan biri təsdiq etdi ki, stafilokok faqı NF kappa B-nin aktivləşməsini tamamilə məhdudlaşdırır və onun təsir mexanizmi onun antibakterial təsiri ilə əlaqəli deyil [25]. Zhang və başqaları. [25] öz tədqiqatlarında faqın HSV-nin səbəb olduğu NF-nin aktivləşməsinə mane olduğunu təsvir etmişdir.κB [25]. Mövcud məlumatlar əsasında nəzərdən keçirilən məqalə [28], fagların in vitro və in vivo [29] eukaryotik viruslara müdaxilə edə biləcəyi qənaətinə gəldi. PT-nin bu antiviral funksiyasının arxasında duran mexanizmi anlamaq vacibdir.

NF-κB ailəsi, gen ifadəsini idarə edərək hüceyrə stres cavabında və iltihabda mərkəzi olaraq fəaliyyət göstərən yeddi transkripsiya faktorundan ibarətdir [30]. NF-κB həmçinin proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümü (apoptoz) mexanizmində vasitəçilik edir [31, 32]. NF-κRel ailəsi kimi dimerik formada baş verən B transkripsiya faktorları transaktivasiya sahəsinə malikdir. Bunun əksinə olaraq, homodimerik formalar, p50 və p52, transkripsiya aktivləşdirmə sahəsindən məhrumdur [33]. NF-nin hərəkətiκB hüceyrə tipində və stimula xas şəkildə tənzimlənir. Şəkil 2-də göstərildiyi kimi, eukaryotik virus infeksiyası zamanı virus siqnalı I-i aktivləşdirmək üçün hüceyrə reseptoruna bağlanır.κB kinaz (IKK). Bu kinaz NF- inhibitorunu fosforlaşdırır.κB olan IkBα. Fosforlanmış IkBα proteazom deqradasiyasına məruz qalır, NF-κB nüvəyə daxil olur və gen ifadə mexanizmlərini aktivləşdirmək üçün digər koaktivatorlarla birləşir [31].

Bu mexanizm Nk-nin aktivləşməsi ilə nəticələnir.κB. Bununla belə, fagların iştirakı ilə bu mexanizm faqın qoruyucu fəaliyyətinə görə maneə törədir. Faglar NF-ni aşağı tənzimləyirκIkB-nin fosforlaşmasını maneə törətməklə B aktivasiyasıα [32]. NF-κB mexanizmi bloklanır və eukaryotik virus beləliklə viral genomun transkripsiyasını aktivləşdirə bilmir.

3.2. Phage Therapy: Anti-iltihab hərəkətlərinin induktoru

NF-dən başqaκB tənzimləməsi, faglar qoruyucu funksiyalar üçün hüceyrədəki digər prosesləri də tənzimləyir. Bu yaxınlarda aparılan bir araşdırma T4 faqının və A5/80 faqının hüceyrə mexanizmlərinə təsirini müzakirə edir. Bu nəticəyə gəlir ki, hüceyrənin faqlardan hər hansı biri ilə müalicəsi HSPA1 geninin həddindən artıq ekspressiyasına gətirib çıxarır. Gen daha sonra Hsp72 adlanan 70 kDa 1A protein (HSPA1) istilik şokunu kodlayır. Hsp72-nin zülal sintezi, translokasiya və qatlama kimi müxtəlif hüceyrə fəaliyyətini yerinə yetirdiyi məlumdur. Həmçinin, hüceyrə virus infeksiyası da daxil olmaqla hüceyrə stresinə məruz qaldıqda, Hsp72 sitoprotektiv funksiyanı yerinə yetirir [34].

Xüsusi bir araşdırmada insan adenovirusu (Adv) ilə yoluxmuş insan ağciyər epiteliya hüceyrələrinin T4 fag ilə inkubasiyadan sonra və müddətində sağ qalması nümayiş etdirildi. T4 fag ilə preinkubasiya da qoruyucu fəaliyyət göstərmişdir [35]. Məlumdur ki, SARS-CoV və SARS-CoV-2 apoptozu induksiya edir və limfositopeniya ilə nəticələnir [36, 37], lakin insan bronxlarından hava yolu epitelial hüceyrələri toplananda və faqları in vitro mədəniyyətdə yetişdirdikdə, apoptozun azalması ilə nəticələndi [38].

Tədqiqat göstərir ki, A5/80 faq preparatı ilə inkubasiya TLR10 gen ifadəsinə gətirib çıxara bilər [39]. TLR10, viral infeksiya zamanı hüceyrənin antiinflamatuar təsirlərini stimullaşdırmaq funksiyasını yerinə yetirdiyi üçün ödənişli reseptorlar (TLR) arasında unikal genlərdən biridir [39]. A5/80 faqı həmçinin interleykin-2 (IL-2) geninin ifadəsini artırmağa meyllidir. IL-2 təbii öldürücü (NK) hüceyrələrin fəaliyyətini stimullaşdırır və beləliklə, orqanizmə virus infeksiyasına qarşı müdafiə mexanizmlərini yerinə yetirməyə kömək edir [34].

TLR10 ilə yanaşı, TLR2 geni yalnız T4 fag inkubasiyasına cavab olaraq aktivləşir. TLR2 ümumi viral örtük kapsidini tanımaq üçün xüsusi qabiliyyətə malikdir və nəticədə ilkin antiviral immun cavabı təşviq edir [40].

Faglarla bağlı bu məlumatlar və məlumatlar, ehtimal ki, faq terapiyasının COVID-19-a qarşı müalicədə fərqlənməsinə kömək edə bilər.

4. Nəticələr və Gələcək Perspektiv

Bu baxış PT-də irəliləyişləri vurğulayır. O, həm də çox kobud olsa da, mövcud COVID-19 pandemiyasının müalicəsi üçün Hindistan çaylarının, xüsusən də Qanqa çayının faqlarından istifadənin mümkün mexanizmində vacib addımları ümumiləşdirir. Faglar və onların mümkün antiviral xassələri ilə bağlı tapıntılar ilkindir və in vitro və in vivo tədqiqatlarla dəqiqləşdirilməlidir. Laboratoriya tədqiqatları bəzi ümidverici nəticələr göstərirsə, onların terapevtik faydasını sübut etmək üçün klinik tədqiqatlar və randomizə edilmiş faza 1-3 insan sınaqları keçirmək mümkün ola bilər. PT SARS-CoV-2 üçün müalicə kimi də vəd verə bilər.

Məlumatların mövcudluğu

Bu araşdırmanın nəticələrini dəstəkləmək üçün istifadə olunan məlumatlar məqaləyə daxil edilmişdir.

Maraqların toqquşması

Bütün müəlliflər heç bir maraq toqquşmasının olmadığını bəyan edirlər.

İstinadlar

  1. M. Fort, “Himalaylarda Permafrost: spesifik xüsusiyyətlər, təkamül və iqlim dəyişikliyi və potensial təbii təhlükələrə təsirlər,” Geofiziki Tədqiqat Abstraktları, cild. 17, 2015. Baxın: Google Scholar
  2. K. Xairnar, “Qanq: mənşəyinə görə xüsusi”, Bioloji Tədqiqatlar Jurnalı-Saloniki, cild. 23, yox. 1, səh. 16, 2016. Baxış: Publisher Site | Google Alim
  3. J. S. Pandey və S. Devotta, "İki fərqli Hindistan ekosistemi üçün meşələrin ekoloji suya tələbatının (EWD) qiymətləndirilməsi," Ətraf Mühitin İdarə Edilməsi, cild. 37, yox. 1, səh. 141–152, 2006. Baxış: Nəşriyyat Saytı | Google Alim
  4. S. Dwivedi, P. S. Chauhan, S. Mishra et al., "Maha-Kumbh-də kütləvi ritualist çimmək zamanı Qanqanın özünü təmizləmə xüsusiyyətləri", Ətraf Mühitin Monitorinqi və Qiymətləndirilməsi, cild. 192, yox. 4, 2020. View at: Publisher Site | Google Alim
  5. A. Górski, K. Dąbrowska, R. Międzybrodzki et al., “Phages and immunomodulation,” Future Microbiology, cild. 12, yox. 10, pp. 905–914, 2017. View at: Publisher Site | Google Alim
  6. J. D. Van Belleghem, F. Clement, M. Merabishvili, R. Lavigne, and M. Vaneechoutte, “Pro- and anti-inflammatory responses of peripheral blood mononuclear cells induced by Staphylococcus aureusPseudomonas aeruginosa phages,” Elmi Hesabatlar, cild. 7, yox. 1, 2017. View at: Publisher Site | Google Alim
  7. U. Sharma and V. D. Paul, “Bacteriophage lysins as antibacterials,” Kritik Baxım, cild. 21, yox. 1, səh. 99, 2017. View at: Publisher Site | Google Alim
  8. A. Górski, R. Międzybrodzki, M. Łobocka et al., “Phage therapy: what have we learned?” Viruslar, cild. 10, yox. 6, p. 288, 2018. View at: Publisher Site | Google Alim
  9. A. Górski, R. Międzybrodzki, and J. Borysowski, Phage Therapy: A Practical Approach, Springer International Publishing, New York, NY, USA, 2019.
  10. F. Wu, A. Xiao, J. Zhang et al., “SARS-CoV-2 titers in wastewater are higher than expected from clinically confirmed cases,” mSystems, cild. 5, yox. 4, 2020. View at: Publisher Site | Google Alim
  11. C. S. Nautiyal, “Self-purificatory ganga water facilitates death of pathogenic Escherichia coli O157:H7,” Current Microbiology, cild. 58, yox. 1, pp. 25–29, 2009. View at: Publisher Site | Google Alim
  12. E. H. Hankin, “L’actionbactéricide des eaux de la Jumna et du Gange sur le vibrion du choléra,” Annales de l’Institut Pasteur, cild. 10, pp. 511–523, 1896. View at: Google Scholar
  13. S. Tyagi and R. C. Dubey, “Isolation of host-specific bacteriophages from Ganga water against some enteric bacterial pathogens of humans,” Journal of Scientific Transactions in Environment and Technovation, cild. 12, yox. 1, pp. 1–5, 2018. View at: Google Scholar
  14. G. Medema, L. Heijnen, G. Elsinga, R. Italiaander, and A. Brouwer, “Presence of SARS-coronavirus-2 in sewage,” MedRxiv, 2020. View at: Publisher Site | Google Alim
  15. Science THE WIRE, Looking for COVID-19: Have You Tried the Sewage? 2020.
  16. S. Mallapaty, “How sewage could reveal true scale of coronavirus outbreak,” Təbiət, cild. 580, yox. 7802, pp. 176-177, 2020. View at: Publisher Site | Google Alim
  17. A. R. Fehr and S. Perlman, “Coronaviruses: an overview of their replication and pathogenesis,” in Coronaviruses, pp. 1–23, Humana Press, New York, NY, USA, 2015. View at: Google Scholar
  18. D. E. Fruciano and S. Bourne, “Phage as an antimicrobial agent: D’Herelle’s heretical theories and their role in the decline of phage prophylaxis in the west,” Canadian Journal of Infectious Diseases and Medical Microbiology, cild. 18, yox. 1, pp. 19–26, 2007. View at: Publisher Site | Google Alim
  19. A. Górski, P. L. Bollyky, M. Przybylski et al., “Perspectives of phage therapy in non-bacterial infections,” Mikrobiologiyada sərhədlər, cild. 9, səh. 3306, 2019. View at: Publisher Site | Google Alim
  20. G. Guglielmi, “Do bacteriophage guests protect human health?” Elm, cild. 358, no. 6366, pp. 982-983, 2017. View at: Publisher Site | Google Alim
  21. G. L. Guo and W. Xie, “Metformin action through the microbiome and bile acids,” Təbiət Təbabəti, cild. 24, yox. 12, pp. 1789-1790, 2018. View at: Publisher Site | Google Alim
  22. S. Malakar, L. Sreelatha, T. Dechtawewat et al., “Drug repurposing of quinine as antiviral against dengue virus infection,” Virus Research, cild. 255, pp. 171–178, 2018. View at: Publisher Site | Google Alim
  23. E. S. Meek and M. Takahashi, “Differential inhibition by phagicin of DNA synthesis in cells infected with vaccinia,” Təbiət, cild. 220, no. 5169, p. 822, 1968. View at: Publisher Site | Google Alim
  24. Y. M. Centifanto, “Antiviral agent from λ-yoluxmuş Escherichia coli K-12,” Applied Microbiology, cild. 16, yox. 6, pp. 827–834, 1968. View at: Publisher Site | Google Alim
  25. L. Zhang, X. Hou, L. Sun et al., “Staphylococcus aureus bacteriophage suppresses LPS-induced inflammation in MAC-T bovine mammary epithelial cells,” Mikrobiologiyada sərhədlər, cild. 9, səh. 1614, 2018. View at: Publisher Site | Google Alim
  26. J. Borysowski, M. Przybylski, R. Międzybrodzki, B. Owczarek, and A. Górski, “Bacteriophage preparations affect the expression of genes involved in antimicrobial immune responses,” in Proceedings of the 10th International Conference on Clinical and Cellular Immunology, Madrid, Spain, August 2018. View at: Google Scholar
  27. S. Nguyen, K. Baker, B. S. Padman et al., “Bacteriophage transcytosis provides a mechanism to cross epithelial cell layers,” MBio, cild. 8, yox. 6, Article ID e01874, 2017. View at: Publisher Site | Google Alim
  28. A. Górski, M. Kniotek, A. Perkowska-Ptasińska et al., “Bacteriophages and transplantation tolerance,” Transplantasiya Prosedurları, cild. 38, yox. 1, pp. 331–333, 2006. View at: Publisher Site | Google Alim
  29. R. Miedzybrodzki, W. Fortuna, B. Weber-Dabrowska, and A. Gorski, “Bacterial viruses against viruses pathogenic for man?” Virus Research, cild. 110, yox. 1-2, pp. 1–8, 2005. View at: Publisher Site | Google Alim
  30. F. Nimmerjahn, D. Dudziak, U. Dirmeier et al., “Active NF-κB signalling is a prerequisite for influenza virus infection,” Ümumi Virusologiya Jurnalı, cild. 85, yox. 8, pp. 2347–2356, 2004. View at: Publisher Site | Google Alim
  31. M. S. Hayden and S. Ghosh, “Signaling to NF-B,” Genes & Development, cild. 18, yox. 18, pp. 2195–2224, 2004. View at: Publisher Site | Google Alim
  32. D. Lauster, S. Klenk, K. Ludwig et al., “Phage capsid nanoparticles with defined ligand arrangement block influenza virus entry,” Nature Nanotechnology, cild. 15, yox. 5, pp. 373–379, 2020. View at: Publisher Site | Google Alim
  33. H. L. Pahl, “Activators and target genes of Rel/NF-κB transcription factors,” Onkogen, cild. 18, yox. 49, pp. 6853–6866, 1999. View at: Publisher Site | Google Alim
  34. J. Borysowski, M. Przybylski, R. Międzybrodzki, B. Owczarek, and A. Górski, “The effects of bacteriophages on the expression of genes involved in antimicrobial immunity,” Advances in Hygiene & Experimental Medicine/Postepy Higieny I Medycyny Doswiadczalnej, cild. 73, 2019. View at: Publisher Site | Google Alim
  35. R. Międzybrodzki, W. Fortuna, B. Weber-Dąbrowska et al., “The in vitro studies on bacteriophage influence on the ability of human viruses to infect epithelial cells,” in Proceedings of the 20th Biennial Evergreen International Phage Meeting, Olympia, WA, USA, August 2013. View at: Google Scholar
  36. C.-W. Lin, K.-H. Lin, T.-H. Hsieh, S.-Y. Shiu, and J.-Y. Li, “Severe acute respiratory syndrome coronavirus 3C-like protease-induced apoptosis,” FEMS Immunology & Medical Microbiology, cild. 46, yox. 3, pp. 375–380, 2006. View at: Publisher Site | Google Alim
  37. L. Wang, W. He, X. Yu et al., “Coronavirus disease 2019 in elderly patients: characteristics and prognostic factors based on 4-week follow-up,” İnfeksiya jurnalı, cild. 80, yox. 6, pp. 639–645, 2020. View at: Publisher Site | Google Alim
  38. S. Trend, B. J. Chang, M. O’Dea, S. M. Stick, and A. Kicic, “Use of a primary epithelial cell screening tool to investigate phage therapy in cystic fibrosis,” Frontiers in Pharmacology, cild. 9, səh. 1330, 2018. View at: Publisher Site | Google Alim
  39. V. P. Mourits, R. J. W. Arts, B. Novakovic et al., “The role of toll-like receptor 10 in modulation of trained immunity,” İmmunologiya, cild. 159, yox. 3, pp. 289–297, 2020. View at: Publisher Site | Google Alim
  40. K. M. Shepardson, B. Schwarz, K. Larson et al., “Induction of antiviral immune response through recognition of the repeating subunit pattern of viral capsids is toll-like receptor 2 dependent,” MBio, cild. 8, yox. 6, 2017. View at: Publisher Site | Google Alim

Müəllif hüququ

Copyright © 2020 Vijaya Nath Mishra et al. Bu, Creative Commons Attribution License əsasında paylanmış açıq giriş məqaləsidir və orijinal əsərə lazımi sitat gətirmək şərti ilə istənilən mühitdə məhdudiyyətsiz istifadəyə, paylanmağa və təkrar istehsala icazə verir.


Targeted gene delivery through Phages

Phages are the potential therapeutic gene delivery vehicles [33, 34]. The rationale of using phages for targeted gene delivery is similar to that of using phages for DNA vaccines delivery in which the phage coat protects the DNA inside from degradation after it has been injected. But conceptually both are different. Phages ability to display foreign proteins on their surfaces enable them to target specific cell types which is a prerequisite for successful gene therapy [1]. Phage display and artificial covalent conjugation are used to display targeting and processing molecules on the surfaces of phages [35, 36]. For the delivery of phages, targeting sequences such as fibroblast growth factor have been used to the cells having the appropriate receptors [37, 38]. Enhancing the uptake and endosomal release of phages, proteins sequences such as penton base of adenovirus which mediates entry, attachment and endosomal release are used [39]. The protein transduction domain of human immunodeficiency virus (HIV) tat protein and the simian virus 40 (SV40) T antigen nuclear localization signal have also been used to enhance the uptake and nuclear targeting of phages like lambda that have been modified [40]. Other displayed peptides that can facilitate gene delivery via phages include integrin binding peptides which enhance binding and uptake [37] and DNA degradation reducing DNase II inhibitor [38]. To screen the ability of phages for targeting specific cells and tissues, phage display libraries have been used in mice many times and every time phages were found in specific tissues [41]. For instance isolating phages that target liver, mice were inoculated with phage display libraries and phages were isolated after extracting the livers [1]. Oxşar in vitro strategy is used for the isolation of phage displayed peptides that enhanced cytoplasmic uptake into mammalian cells [42]. So again phages proved themselves to be versatile by making it possible to target specific tissues either by screening phage display libraries randomly or by rational design [1].


Tremaroli, V. & Bäckhed, F. Functional interactions between the gut microbiota and host metabolism. Təbiət 489, 242–249 (2012).

Schroeder, B. & Bäckhed, F. Signals from the gut microbiota to distant organs in physiology and disease. Nat. Med. 22, 1079–1089 (2016).

Nicholson, J. K. et al. Host-gut microbiota metabolic interactions. Elm 336, 1262–1267 (2012).

van Nood, E. et al. Duodenal infusion of donor feces for recurrent Clostridium difficile. N. Engl. J. Med. 368, 407–415 (2013).

Dewint, P. et al. Adalimumab combined with ciprofloxacin is superior to adalimumab monotherapy in perianal fistula closure in Crohn’s disease: a randomised, double-blind, placebo controlled trial. Gut 63, 292–299 (2014).

Vieira, S. M. Translocation of a gut pathobiont drives autoimmunity in mice and humans. Elm 359, 1156–1161 (2018).

Wang, Z. N. et al. Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease. Təbiət 472, 57–63 (2011).

Sears, C. L. & Garrett, W. S. Microbes, microbiota, and colon cancer. Hüceyrə Host Mikrob 15, 317–328 (2014).

Gopalakrishnan, V. et al. Gut microbiome modulates response to anti-PD-1 immunotherapy in melanoma patients. Elm 359, 97–103 (2018).

Geller, L. T. et al. Potential role of intratumor bacteria in mediating tumor resistance to the chemotherapeutic drug gemcitabine. Elm 357, 1156–1160 (2017).

Zheng, D. W. et al. Optically-controlled bacterial metabolite for cancer therapy. Nat. Kommun. 9, 1680 (2018).

Fan, J. X. et al. Bacteria-mediated tumor therapy utilizing photothermally-controlled TNF-α expression via oral administration. Nano Lett. 18, 2373–2380 (2018).

Louis, P., Hold, G. L. & Flint, H. J. The gut microbiota, bacterial metabolites and colorectal cancer. Nat. Rev. Mikrobiol. 12, 661–672 (2014).

Kostic, A. D. et al. Fusobacterium nucleatum potentiates intestinal tumorigenesis and modulates the tumor-immune microenvironment. Hüceyrə Host Mikrob 14, 207–215 (2013).

Mima, K. et al. Fusobacterium nucleatum and T cells in colorectal carcinoma. JAMA Oncol. 1, 653–661 (2015).

Yu, T. C. et al. Fusobacterium nucleatum promotes chemoresistance to colorectal cancer by modulating autophagy. Hüceyrə 170, 548–563 (2017).

Singh, N. et al. Activation of Gpr109a, receptor for niacin and the commensal metabolite butyrate, suppresses colonic inflammation and carcinogenesis. İmmunitet 40, 128–139 (2014).

Cani, P. D. & Jordan, B. F. Gut microbiota-mediated inflammation in obesity: a link with gastrointestinal cancer. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 15, 671–682 (2018).

Bullman, S. et al. təhlili Fusobacterium persistence and antibiotic response in colorectal cancer. Elm 358, 1443–1448 (2017).

Kelly, C. J. et al. Crosstalk between microbiota-derived short-chain fatty acids and intestinal epithelial HIF augments tissue barrier function. Hüceyrə Host Mikrob 17, 662–671 (2015).

Agarwal, R. et al. Inhaled bacteriophage-loaded polymeric microparticles ameliorate acute lung infections. Nat. Biomed. Eng. 2, 841–849 (2018).

Citorik, R. J., Mimee, M. & amp Lu, T. K. Effektiv şəkildə çatdırılan RNT-i idarə olunan nükleazlardan istifadə edərək, ardıcıllıqla xüsusi antimikroblar. Nat. Biotexnol. 32, 1141–1145 (2014).

Hussain, S. et al. Antibiotic-loaded nanoparticles targeted to the site of infection enhance antibacterial efficacy. Nat. Biomed. Eng. 2, 95–103 (2018).

Maslowski, K. M. & Mackay, C. R. Diet, gut microbiota and immune responses. Nat. İmmunol. 12, 5–9 (2011).

Wang, H. et al. Selective in vivo metabolic cell-labeling-mediated cancer targeting. Nat. Kimya. Biol. 13, 415–424 (2017).

Yu, J. et al. Metagenomic analysis of faecal microbiome as a tool towards targeted non-invasive biomarkers for colorectal cancer. Gut 66, 70–78 (2017).

Arthur, J. C. et al. Intestinal inflammation targets cancer-inducing activity of the microbiota. Elm 338, 120–123 (2012).

Wu, L. N. et al. Sensitive and selective bacterial detection using tetracysteine-tagged phages in conjunction with biarsenical dye. Angew. Kimya. Int. Ed. 50, 5873–5877 (2011).

Rubinstein, M. R. et al. Fusobacterium nucleatum promotes colorectal carcinogenesis by modulating E-cadherin/β-catenin signaling via its FadA adhesin. Hüceyrə Host Mikrob 14, 195–206 (2013).

Sui, X. et al. Autophagy and chemotherapy resistance: a promising therapeutic target for cancer treatment. Hüceyrə Ölümü Dis. 4, e838 (2013).

Metch, J. W. et al. Metagenomic analysis of microbial communities yields insight into impacts of nanoparticle design. Nat. Nanotexnol. 13, 253–259 (2018).

Liang, X. et al. Self-assembly of an amphiphilic Janus camptothecin-floxuridine conjugate into liposome-like nanocapsules for more efficacious combination chemotherapy in cancer. Adv. Mater. 29, 1703135 (2017).

Pang, X. Y. et al. Inter-species transplantation of gut microbiota from human to pigs. ISME J. 1, 156–162 (2007).

Stempler, O. et al. Interspecies nutrient extraction and toxin delivery between bacteria. Nat. Kommun. 8, 315 (2017).

Ritsma, L. et al. Surgical implantation of an abdominal imaging window for intravital microscopy. Nat. Protok. 8, 583–594 (2013).

Heijink, D. M. et al. Total abdominal 18 F-FDG uptake reflects intestinal adenoma burden in apc mutant mice. J. Nucl. Med. 52, 431–436 (2011).


Bacteriophages may play a role in childhood stunting. and be able to help treat it

New research spearheaded by McGill University has discovered that bacteriophages (viruses that infect bacteria) found in the intestinal tracts of children may play a role in childhood stunting, a significant impediment to growth that affects 22% of children under the age of five around the world.

The study, published today in Cell Host & Microbe, also suggests that because they affect the abundance and diversity of bacterial communities in the gastrointestinal tract, these viruses could also be used to improve health. The researchers believe this work offers hope of developing new cost efficient therapies for populations where nutritional interventions, which have been shown to work, are difficult to implement and sustain in vulnerable human populations.

Phages, bacteria and stunting

Earlier studies had suggested that the gut microbiome might play a role in stunting by showing that stunted children have increased numbers of disease-causing bacteria -- associated with impaired digestive and absorption functions -- living in their gastrointestinal tracts.

But while much research has focused on the bacteria present in our gut and the influence they can have on human health, little attention has thus far been paid to other very common residents of our gastrointestinal tract -- bacteriophages.

"Phages or bacteriophages, which are bacterial viruses, are naturally found in every environment where bacteria are found, and the human gut is no exception," says Corinne Maurice, an assistant professor in McGill's Department of Microbiology and Immunology and senior author of the new study. "Because phages are as abundant as their hosts, they might be involved in regulating them in many ways by killing specific bacteria, transferring virulence or antibiotic resistance genes to them, for example, but we currently don't have a clear understanding of what they do and how they do it. This is a fairly new and exciting field of research."

Distinct viruses in healthy and stunted children

To understand how these viruses might play a role in stunting, Maurice's team, in collaboration with the International Centre for Diarrheal Disease Research in Bangladesh, collected fecal samples from 30 non-stunted and 30 unrelated stunted Bangladeshi children aged between 14 and 38 months.

Using a combination of microscopy, ribosomal gene sequencing, and metagenomics, they were able to determine that the phages found in the gut of non-stunted and stunted children are distinct. Furthermore, when gut bacteria from non-stunted children were exposed to phages from the guts of stunted children in vitro, they found that "bad" bacteria, suspected of being involved in stunting, proliferated.

"By showing that phages can change the bacterial community in children between 6 and 23 months, our work shows the potential of phages for reestablishing the gut bacterial community in stunting," says Mohammadali Khan Mirzaei, a former postdoctoral student in the Maurice lab and first author of the new study.

"Stunting has lifelong consequences (health/socioeconomic) and can be transferred from mother to child," says Maurice, who is also Canada Research Chair in Gut Microbial Physiology and a CIFAR Azrieli Global Scholar. "If phages can change bacterial communities in a specific way and long-term during child development, this could be a cheap treatment with no risk of antibiotic resistance."

Though the findings now need to be validated using a larger sample and in animal models, Maurice says that by understanding interactions between bacteria and viruses in the human gut, we might be able to one day manipulate them to improve human health.


Friendly Viruses Protect Us Against Bacteria

Bacteria can be friends and foes—causing infection and disease, but also helping us slim down and even combating acne. Now, a new study reveals that viruses have a dual nature as well. For the first time, researchers have shown that they can help our bodies fight off invading microbes.

"This is a very important story," says Marilyn Roossinck, a viral ecologist at Pennsylvania State University, University Park, who was not involved in the work. "We don't have all that many examples of beneficial viruses."

One of our most important lines of defense against bacterial invaders is mucus. The slimy substance coats the inside of the mouth, nose, eyelids, and digestive tract, to name just a few places, creating a barrier to the outside world.

"Mucus is actually a really cool and complex substance," says Jeremy Barr, a microbiologist at San Diego State University in California and lead author of the new study. Its gel-like consistency is thanks to mucins, large, bottle brush-shaped molecules made of a protein backbone surrounded by strings of sugars. In between the mucins is a soup of nutrients and chemicals adapted to keep germs close, but not too close. Microbes such as bacteria live near the surface of the layer, whereas the mucus at the bottom, near the cells that produced it, is almost sterile.

Mucus is also home to phages, viruses that infect and kill bacteria. They can be found wherever bacteria reside, but Barr and his colleagues noticed that there were even more phages in mucus than in mucus-free areas just millimeters away. The saliva surrounding human gums, for example, had about five phages to every bacterial cell, while the ratio at the mucosal surface of the gum itself was closer to 40 to 1. "That spurred the question," Barr says. "What are these phages doing? Are they protecting the host?"

To find out, Barr and his colleagues grew human lung tissue in the lab. Lungs are one of the body surfaces that is protected by mucus, but the researchers also had a version of the lung cells where the ability to make mucus had been knocked out. When incubated overnight with the bacterium Escherichia coli, about half the cells in each culture died the mucus made no difference to their survival. But when the researchers added a phage that targets E. coli to the cultures, survival rates skyrocketed for the mucus-producing cells. This disparity shows that phages can kill harmful bacteria, Barr says, but it's not clear whether they help or hurt beneficial bacteria that may depend on which types of phages are present.

In a related series of experiments, the team found that the phages are studded with antibodylike molecules that grab onto the sugar chains in mucins. This keeps the phages in the mucus, where they have access to bacteria, and suggests that the viruses and the mucus-producing tissue have adapted to be compatible with each other, the team reports online today in the Milli Elmlər Akademiyasının Materialları.

Mucus-covered surfaces aren't unique to our insides the slime can be found throughout the animal kingdom. It protects the whole bodies of fish, worms, and corals, for example. Protective phages seem to be equally widespread: Barr and his colleagues found dense populations of phages in every species they sampled. "It's a novel immune system that we think is applicable to all mucosal surfaces, and it's one of the first examples of a direct symbiosis between phages and an animal host," Barr says.

In this study, the researchers chose the phage and the bacterium, but it's possible that the animal host selects specific phages to control specific types of bacteria, such as by outfitting mucins with particular sugars that those phages recognize. The next step, Barr says, is to explore how this symbiosis works in real-life mucosal surfaces of all types, where many different types of phages and bacteria are interacting.

"This is a novel take on the whole microbiome-host relationship," adds Michael McGuckin, a mucosal biologist from Mater Research, a medical research institute in South Brisbane, Australia, who was not involved in the work. The finding, he says, could provide insights into conditions such as inflammatory bowel disease (IBD). We all have an ecosystem of hundreds of bacterial species in our gut, but patients with IBD have a disrupted ecosystem with different dominant species. These diseases, which include Crohn's disease and ulcerative colitis, also involve a breakdown in the mucus lining of the gut, he says, and this new study suggests that a failure in phage-based immunity might be the link between those symptoms.

McGuckin is intrigued by the idea that phages may help select the types of bacteria that live inside us. "There's tons of questions around just how this whole system might control microbial populations in the gut, which have increasingly been shown to be important in obesity and diabetes, and all sorts of human conditions."

It may also be possible to design a mucus-compatible phage that could fight infection or alter the body's microbial balance, although that possibility is still very distant. This work, Barr says, "forces us to reevaluate the role of phages. Hopefully this will get people thinking about what they do and how we can use them to help us and combat disease."


Videoya baxın: Bakteriyalar aləmi (Iyun 2022).