Известно, что вторичные метаболиты некоторых бактерий являются антибиотиками, то есть могут оказывать антибактериальное действие. Но они могут также обладать противовирусными свойствами, в частности подавлять бактериофаги. Так, было показано, что размножение бактериофагов, специфичных к бактериям рода Streptomyces, может быть ингибировано аминогликозидными антибиотиками*

Аминогликозиды (неомицин, канамицин, гентамицин, тобрамицин, амикацин, арбекацин, апрамицин, плазомицин и др.) — природные и полусинтетические антибиотики, полученные из почвенных бактерий актиномицетов, в частности рода Streptomyces. Они были одними из первых антибиотиков, вошедших в рутинную клиническую практику в середине ХХ в. Их широко применяли как препараты первого выбора, но они постепенно теряли популярность из-за использования менее токсичных антибиотиков с более широким спектром действия. В последнее время наблюдается возрождение интереса к препаратам этой группы: внедрены новые эффективные средства, а также комбинации аминогликозидов с другими антибиотиками, которые благодаря синергическому действию эффективны против мультирезистентных штаммов бактерий.

А также было обнаружено, что аминогликозидные антибиотики могут ингибировать некоторые бактериофаги. В эксперименте к культурам бактерий рода Streptomyces добавляли специфические бактериофаги, после чего к части культур добавляли также аминогликозидные антибиотики. Результаты были следующими: в отсутствие аминогликозидов наблюдалось формирование фаговых бляшек, тогда как в присутствии аминогликозидов бляшки отсутствовали. Следовательно, аминогликозиды ингибировали фаговую инфекцию. В эксперименте применяли широкий диапазон грамположительных и грамотрицательных бактерий-хозяев и бактериофагов.

Подобные эксперименты были проведены на культурах бактерий в жидких средах. Добавление фагов значительно снижало концентрацию бактерий. Однако последующее добавление аминогликозидов приводило к восстановлению нормального роста бактерий и увеличению их концентрации.

Также ингибирование фаговой инфекции наблюдалось при добавлении их в культуральную среду, в которой росли стрептомицеты – продуценты аминогликозидного антибиотика апрамицина.

Исследование механизма действия апрамицина на бактериофаги показало, что антибиотик не затрагивает этапов адсорбции фага на бактериальной поверхности и впрыскивания ДНК фага в бактерию. С использованием метода количественного ПЦР измерялось изменение концентрации фаговой ДНК в течение цикла репликации у бактерии. Выяснилось, что хотя при добавлении апрамицина количество фаговой ДНК в целом экспоненциально растет, это начинается раньше, чем при отсутствии антибиотика, и растет до низших значений. Изучение транскрипционных профилей на протяжении фаговой инфекции путем полного секвенирования фагового генома показало, что апрамицин препятствует репликации и транскрипции фаговых генов. Эти данные были доказаны способом флуоресцентной микроскопии. Таким образом, аминогликозиды ингибируют фаги путем прямого воздействия на их жизненный цикл.

Следовательно, в ходе клинических испытаний фагопрепараты необходимо тестировать на чувствительность к аминогликозидам. При этом аминогликозиды – лишь один из типов противофаговых соединений, и поиск последних необходимо продолжать, поскольку они отрицательно влияют на результаты фаготерапии.

* Perry S. Molecular multitasking: inhibition of phage infection by aminoglycoside antibiotics. Capsid & Tail, 2021; 156 https://phage.directory/capsid/phage-inhibition-by-aminoglycoside-antibiotics