Immagini strutturali di un virus che combattono la tubercolosi

Gli scienziati di Scripps Research e l’Università di Pittsburgh hanno ora usato tecniche di imaging avanzate per fornire uno sguardo dettagliato su come un piccolo virus, noto come fagi, invade Micobatteri. La ricerca, pubblicata in CellaIl 15 aprile 2025, poteva aprire la strada ai trattamenti a base di fagi per micobatteri resistenti agli antibiotici.

“I fagi si sono evoluti nel corso di milioni di anni per colpire con precisione batteri specifici”, afferma il professor Donghyun Raphael Park, assistente di Scripps Research, Autore di The New Work. “Ma per essere in grado di sviluppare fagi in terapie efficaci, dobbiamo sapere di più su come interagiscono Micobatteri. “

Le terapie dei fagi, che usano i virus per attaccare i batteri resistenti ai farmaci, stanno attirando l’attenzione come potenziali alternative agli antibiotici. Poiché riconoscono diversi aspetti dei batteri rispetto agli antibiotici tipici, potrebbero essere in grado di uccidere agenti patogeni che si sono evoluti per evitare il riconoscimento da parte dei farmaci standard. Ma i fagi che target Micobatteri – noto come mycobacteriofages- sono rimasti scarsamente compresi. Gli scienziati hanno avuto poca visione delle strutture dei fagi e di come riconoscono e infettano Micobatteri.

Park ha collaborato con altri ricercatori, tra cui Graham Hatfull dell’Università di Pittsburgh e Howard Hughes Medical Institute, per rispondere a queste domande e creare modelli a livello atomico del Mycobacteriofage noto come BXB1.

Il team ha combinato i dati dalla microscopia crioelettronica a particelle singola (crio-EM) e tomografia a crioelettrone (Cryo-ET), due tecniche di imaging che consentono ai ricercatori di visualizzare strutture biologiche congelate a risoluzione quasi atomica. Hanno catturato immagini in più fasi di infezione – rivelando come si attacca BXB1 Micobatteriinietta il suo materiale genetico e inizia il processo di infezione. I risultati sono stati sorprendenti.

“Altri fagi formano un canale attraverso la membrana batterica per iniettare il loro DNA, quindi ci aspettavamo di vedere lo stesso qui”, ha detto Park. “Ma non l’abbiamo fatto. Ciò suggerisce che i micobatteriofagi usano un meccanismo di traslocazione del genoma completamente diverso.”

I miobatteri hanno pareti cellulari particolarmente spesse e insolite rispetto ad altri batteri e Park ha detto che è necessario più lavoro per scoprire come i fagi sono in grado di iniettare il loro genoma attraverso questa formidabile e apparentemente impenetrabile parete cellulare.

Le nuove strutture hanno anche rivelato come la punta della coda del fagi è cambiata drasticamente quando è legata ai batteri, fornendo approfondimenti sul processo dinamico di infezione. Park spera che i dettagli delle strutture di altri micobatteriofagi possano far luce su quali elementi strutturali – come questa punta della coda – siano più importanti. Mentre non ha intenzione di elaborare le strutture di tutte le migliaia di fagi che potrebbero combattere Micobatteriil suo laboratorio si concentrerà su alcuni altri e approfondirà gli studi che collegano le strutture dei fagi alle loro funzioni. Ciò potrebbe guidare la selezione razionale dei fagi per il trattamento MicobatteriAiutare i ricercatori a identificare quali fagi funzionano meglio per la tubercolosi resistente agli antibiotici e porta alla progettazione di un’efficace terapia dei fagi.

“Ci sono migliaia di micobatteriofagi là fuori, ma non comprendiamo ancora appieno come riconoscono e uccidono Micobatteri“Park dice”. Continuando a studiare le loro strutture, possiamo iniziare a identificare i segni distintivi di un fagi efficace e progettare trattamenti migliori “.