Wissenschaftler der Universität Leicester haben eine neue Technik entwickelt, die den Einsatz von Phagen für medizinische Zwecke beschleunigen wird.
Dr. Andrew Millard. Bildnachweis: University of Leicester
Die bahnbrechende Technik nutzt eine schnelle und kostengünstige Methode zur Phagenentwicklung – eine praktikable Alternative zu aktuellen Medikamenten, die aufgrund wachsender Antibiotikaresistenzen nicht wirken.
Bei der Phagentherapie werden Viren, sogenannte Bakteriophagen, eingesetzt, um Bakterien zu infizieren und zu zerstören. Im Gegensatz zu Antibiotika, die oft gute Bakterien abtöten, sind Phagen hochspezifisch und zielen nur auf bestimmte Bakterienstämme ab, um Krankheiten bei Menschen und Tieren zu behandeln. Die Schwierigkeit besteht oft nicht darin, Phagen zu finden, sondern darin, die richtigen zu finden und zu identifizieren.
Während Wissenschaftler viele Phagen aus Umweltproben isolieren können, ist die Sequenzierung und Charakterisierung ihrer Genome zur Gewinnung wichtiger Informationen derzeit langsam, teuer und erfordert große Mengen an Phagenlösung, um gereinigte virale DNA zu extrahieren.
Infolgedessen werden viele potenziell nützliche Phagen nie vollständig analysiert oder therapeutischen Bibliotheken hinzugefügt.
Jetzt haben Wissenschaftler am Becky Mayer Center for Phage Research der Universität Leicester herausgefunden, wie man Phagengenome direkt aus einzelnen Plaques sequenzieren kann – den kleinen klaren Zonen, die entstehen, wenn Phagen Bakterien auf einer Agarplatte abtöten.
Ihre Arbeit wurde gerade in der Microbiology Society veröffentlicht.
Der Ansatz kombiniert minimale DNA-Eingabe und Amplifikation mithilfe der Oxford-Nanopore-Sequenzierung und ermöglicht so eine schnelle und zuverlässige Analyse von Phagengenomen.
Doktor Andrew Millard, Co-Leiter des Phagenzentrums der Universität, erklärte: „Da die Methode mit sehr kleinen Materialmengen funktioniert, entfällt die Notwendigkeit einer groß angelegten Phagenreinigung und die Geschwindigkeit, mit der Hunderte von Genomen analysiert werden können, verkürzt sich von Monaten auf weniger als eine Woche.“
Dieser bahnbrechende Durchbruch bedeutet, dass das Potenzial besteht, viel mehr Bakteriophagen zur Bekämpfung von Krankheiten zu finden und zu verstehen, die verfügbaren Mengen zu erhöhen und es uns zu ermöglichen, uns auf die besten Phagen zu konzentrieren.“
Doktor Andrew Millard
Professor Martha Clokie, die auch das Becky Mayer Center for Phage Research der Universität leitet, fügte hinzu: „Dies ist ein entscheidender Schritt, um die Phagentherapie in die Praxis umzusetzen. Antibiotikaresistenzen sind weltweit bereits jedes Jahr für etwa fünf Millionen Todesfälle verantwortlich, und ohne neue Lösungen wird diese Zahl nur noch zunehmen.“
„Indem wir mit diesem Ansatz die besten Phagen schnell identifizieren und entwickeln können, kommen wir der Entwicklung einer neuen Klasse von Präzisionsmedikamenten viel näher.“
Das Team nutzt diesen Ansatz nun, um große, vollständig charakterisierte Bakteriophagenbibliotheken aufzubauen und so die Zahl der verfügbaren Kandidaten zur Bekämpfung arzneimittelresistenter Infektionen drastisch zu erhöhen.
Letztendlich besteht das Ziel des Teams darin, Phagentherapien in die routinemäßige Gesundheitsversorgung einzuführen und neue, gezielte Behandlungen im globalen Kampf gegen antimikrobielle Resistenzen bereitzustellen.
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