Bakteriofágy pronikají do zlatého stafylokoka jako „vesmírní mariňáci“

Otázku, jak zabít zlatého stafylokoka, tedy nebezpečnou bakterii, která v Česku připraví o život až stovky lidí ročně, pomáhá zodpovědět nový výzkum vědců z CEITEC Masarykovy univerzity. Ti odhalili, jak bakteriofágy – viry napadající bakterie – překonávají mimořádně silnou buněčnou stěnu bakterií, mezi které patří právě i zlatý stafylokok.

Zlatý stafylokok patří mezi nejčastější původce infekcí u lidí. Za normálních okolností není nebezpečný, ale při oslabení imunity může způsobovat kožní infekce, zápaly plic a dokonce i život ohrožující otravy krve. A navíc se učí odolávat antibiotikům, některé kmeny už „vzdorují“ většině těchto léků. Vědci a lékaři proto hledají alternativní způsoby léčby, mezi něž patří právě bakteriofágy.

Jedním z nich je bakteriofág 812, který velmi často napadá právě bakterii Staphylococcus aureus neboli zlatého stafylokoka. Vědci zjistili, že když tento požírač bakterií rozpozná svého ideálního hostitele, spustí rozsáhlé změny v proteinové struktuře na konci bičíku. Jednotlivé části této struktury připomínající přistávací modul se přeskupí do nové podoby, která umožní pevné přichycení viru na povrch bakterie. Zároveň se aktivuje mechanismus, který spustí smrštění bičíku viru.

Bakteriofágy jsou nejpočetnější biologické entity na Zemi a bakterie napadají už miliardy let. Přesto stále neznáme detaily toho, jak přesně dokážou překonat buněčnou stěnu některých Gram-pozitivních (tlustostěnných) bakterií. Nyní jsme mohli tento proces zrekonstruovat díky snímkům bakteriofága před přichycením na bakterii a po něm.
Ján Bíňovský, CEITEC MU

„Tento proces funguje podobně jako uvolnění natažené pružiny. Bičík bakteriofága se zkrátí přibližně na polovinu své původní délky a uvolněná energie protlačí centrální trubici skrz ochranné vrstvy bakterie. Následně může virus dopravit svou genetickou informaci do jejího nitra a zahájit infekci,“ vysvětluje Marta Šiborová, která výzkum vedla.

Celý proces připomíná scénu známou z mnoha sci-fi filmů, kdy se vesmírní mariňáci pokoušejí dostat do nepřátelské lodi, vyšlou k ní tunel nebo raketový modul, který prorazí její trup na přesně vybraném místě, a oni pak mohou proniknout dovnitř a ovládnout můstek.

Propracovaný mechanismus

Na rozdíl od mnoha jiných bakterií je buněčná stěna zlatého stafylokoka mimořádně silná. Vědci proto zkoumali v detailu, jak si s touto překážkou bakteriofág poradí. Zjistili, že virus využívá kombinaci mechanické síly a enzymů. Některé části jeho infekčního aparátu pravděpodobně narušují teichoové kyseliny tvořící vnější ochrannou vrstvu buněčné stěny.

Malé šestiúhelníkové „moduly mariňáků“ jsou viry-bakteriofágy, které útočí na mnohem větší „kosmickou loď“ bakterie zlatého stafylokoka. Černá šipka je proteinová struktura na konci bičíku po změně struktury (přichycení k povrchu bakteriální stěny), červená je část bičíku, která se začíná smršťovat, modrá je část bičíku, která je ještě napnutá
Zdroj: CEITEC MU

Další proteiny následně rozkládají peptidoglykan, tedy hlavní stavební materiál bakteriální stěny. Nakonec bakteriofág prorazí i vnitřní lipidovou membránu. Teprve poté dojde k průniku infekční trubice do buňky – a viry mohou jako zmínění filmoví mariňáci bakterii ovládnout a využít ji ke svému namnožení a útoku na další okolní bakterie.

Výsledky ukazují, že bakteriofág nefunguje jako jednoduchá „jehla“, ale jako složitý biologický nanostroj složený z desítek spolupracujících proteinů – na to, jak geneticky i mechanicky jednoduché viry jsou, je to pozoruhodně složitý mechanismus.

Přestože jde o základní výzkum, získané výsledky mohou být důležité i pro budoucí medicínské aplikace. Bakteriofágy jsou považovány za jednu z možných cest léčby infekcí způsobených bakteriemi odolnými vůči antibiotikům.

Bakteriofágy se totiž dnes už k léčbě bakteriálních infekcí poměrně rozsáhle využívají v praxi – a dokonce i přímo proti zlatému stafylokoku.

Jakékoliv lepší pochopení toho, jak fungují, může pomoci s jejich efektivnějším, bezpečnějším a také levnějším případným využitím v nemocnicích.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Nejstarší vražda? Archeologové popsali neandertálce zabitého před 75 tisíci lety

Kruhový otvor v lopatce neandertálce, jehož kosti vědci našli v jeskyni v iráckém Kurdistánu, může být nejstarším známým příkladem úmyslného zabití člověka jiným člověkem. Podle nové studie se to stalo asi před 75 tisíci lety.
před 6 hhodinami

Ruská ornitoložka má strávit léta v trestanecké kolonii. Za pětistovku pro neziskovku

Ruská vědkyně Sofja Rozenfeldová se dostala do problémů poté, co odjela na expedici do Arktidy. Nechala běžet automatické platby pro neziskovou organizaci spojenou s opozicí, kterou mezitím ruské úřady prohlásily za extremistickou. Expertka poté byla odsouzena za podporu extremistického hnutí.
včera v 12:53‌‌

Hurikán Simon rozvibroval atmosféru desítky kilometrů nad Zemí

Hurikán Simon způsobil nejen velké škody v Mexiku, ale také se projevil mnohem výš. Podle pozorování NASA rozkmital atmosféru asi osmdesát kilometrů na povrchem tak, že vyvolal jev známý jako atmosférické gravitační vlny.
včera v 11:17‌‌

Astronomové spustili teleskopy, které mají pátrat po největších tajemstvích kosmu

Na Kanárských ostrovech slavnostně zahájila provoz čtveřice velkých teleskopů LST (Large-Sized Telescope). Stojí na observatoři Roque de los Muchachos na ostrově La Palma a tvoří základ severní části budoucí největší observatoře pro hledání kosmického gama záření na světě.
včera v 10:50‌‌

AI může pomoci ptákům objevit ztracené melodie

Umělá inteligence a nahrávky zpěvu by mohly pomoci ohroženým druhům ptáků znovu se naučit melodie, které v jejich populacích postupně zanikají. Ukazuje to pokus v argentinském Buenos Aires, kde se podařilo obnovit jednu z téměř zapomenutých „písní“ místního druhu strnadce ranního.
včera v 06:30‌‌

U pobřeží Turecka našli dosud nejstarší pozůstatky lodi

Lidé se plavili po Středozemním moři už před skoro pěti tisíci lety, naznačuje nový archeologický objev. Nedaleko tureckého ostrova se našel vrak starověké lodi, který přepisuje dějiny mořeplavby.
15. 10. 2026‌‌

Česko je třetí na světě v počtu transplantací. Pokrok za dvacet let je obrovský, říká lékařka

Tématu transplantací se lékařka Silvie Rajnochová-Bloudíčková věnuje celý svůj profesní život. V rozhovoru pro ČT24 vysvětluje, že za dvacet let doznal obor obrovského pokroku, a přibližuje, jak vypadá budoucnost pro lidi, kteří jednou budou potřebovat nové orgány.
15. 10. 2026‌‌

Zaměstnance OpenAI obvinili z pokusu odposlouchávat vedení

Americké federální úřady obvinily zaměstnance společnosti OpenAI z pokusu o odposlouchávání jejího vedení. Výrobce chatbotu ChatGPT ujišťuje, že neunikla žádná citlivá data. Firma navíc čelí žalobě osmi amerických států, podle nichž její chatbot ohrožuje děti a navádí je k sebepoškozování či násilí vůči ostatním.
15. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.