A baktériumok természetes ellenségeit kutatja az IVADO professzora
Frédérique Le Roux a baktériumokat fertőző és elpusztító bakteriofágok, vagyis baktériumokat megtámadó vírusok működését vizsgálja. Kutatásának célja annak megértése, hogy mely fágok lehetnek hatékonyak az antibiotikumokra rezisztens baktériumok ellen.
- Frédérique Le Roux vibriókat és azokat fertőző bakteriofágokat kutat.
- A bakteriofágok és a baktériumok kölcsönös alkalmazkodását koevolúciós fegyverkezési versenyként írja le.
- A kutatás célja annak előrejelzése, mely fágok lehetnek hatékonyak rezisztens baktériumok ellen.
- Az algoritmusok és a mesterséges intelligencia a genomok és rezisztenciagének elemzését segítik.
- A kutató a felmelegedés kanadai vibrioközösségekre gyakorolt hatását is vizsgálná.
A rezisztencia és a bakteriofágok szerepe
Az IVADO október 14-én mutatta be Frédérique Le Roux kutatását. Le Roux az IVADO professzora és a Montréal Egyetem mikrobiológiai, infektológiai és immunológiai tanszékének rendes professzora. Emellett a természetben élő mikrobák ökológiájával, evolúciójával és virulenciájával foglalkozó Canada Excellence Research Chair vezetője.
A kutató az antibiotikum-rezisztenciát a modern orvoslás egyik legsúlyosabb fenyegetésének tartja. Egy továbbterjedő fogeredetű fertőzés vagy egy protézisen kialakuló, rendelkezésre álló kezeléssel nem megszüntethető fertőzés alternatívák nélkül életveszélyessé válhat.
Le Roux főként a vibriókra összpontosít. Ezek vízi baktériumok, amelyek olyan állatokban okozhatnak betegséget, mint az osztriga és a garnéla, egyes fajaik pedig súlyos emberi megbetegedéseket is előidézhetnek. A baktériumok természetes ragadozóit, a bakteriofágokat is vizsgálja. Ezek olyan vírusok, amelyek megfertőzik és elpusztítják a baktériumokat.
Folyamatos fegyverkezési verseny a természetben
Egy osztriga belsejében a bakteriofágok csökkentik a baktériumok számát, a baktériumok erre rezisztenciamechanizmusokat fejlesztenek ki, a fágok pedig alkalmazkodnak hozzájuk. Le Roux ezt koevolúcióként, vagyis folyamatos fegyverkezési versenyként írja le.
A kutató ezt a folyamatot terepen is tanulmányozza, többek között az évszakok változásainak kitett parti vizekben. Laboratóriuma több éven át ugyanazokról a helyszínekről gyűjtött baktériumokból és fágokból álló, környezeti izolátumgyűjteményt hozott létre.
Csapata 2017-ben mintákat gyűjtött egy breton osztrigatelepen, majd négy évvel később visszatért ugyanoda. Ekkor ugyanazokat a fágokat és ugyanazokat a baktériumokat találta meg. Az eredmény megkérdőjelezi azt az elképzelést, hogy a bakteriofágok a természetben szükségszerűen gyorsan és kiszámíthatatlanul fejlődnek.
A mintákat számítógépes eszközökkel elemzik. Genomokat hasonlítanak össze, és azt keresik, miként védekeznek a baktériumok a fágok ellen, illetve hogyan alkalmazkodnak hozzájuk.
Az AI segíthet a hatékony fágok azonosításában
A hosszú távú cél annak előrejelzése, hogy mely bakteriofágok lesznek hatékonyak a rezisztens baktériumokkal szemben. Ez a fágterápia fejlesztése szempontjából fontos információ lehet. A módszerben egyre nagyobb szerepet kapnak az algoritmikus eszközök és a mesterséges intelligencia.
„A mi munkánk lényegében az, hogy tápláljuk az AI-t”, mondta Le Roux. A kutató szerint minden újonnan azonosított rezisztencia- vagy ellenrezisztenciagén javíthatja az előrejelző rendszereket.
Munkája az One Health, vagyis az „Egy egészség” megközelítésére épül. Ez az emberi, az állati és a környezeti egészség kölcsönös függését hangsúlyozza. Le Roux szerint a vibriók olyan modellként használhatók, amelyek hozzáférhetőbbek etikai szempontból és könnyebben kezelhetők laboratóriumban, miközben általános biológiai jelenségeket képviselnek.
A kutató azzal szemlélteti a párhuzamot, hogy egy osztrigát akkor fertőz meg hatékonyan egy vibrio, ha egy herpeszvírus legyengíti az immunrendszerét. Ez hasonló ahhoz, amikor egy legyengült immunrendszerű emberben opportunista bakteriális fertőzés alakul ki.
Montréalon a klímaváltozás hatásait is vizsgálhatja
Le Roux a Lyoni Egyetemen szerzett PhD-fokozatot, majd több intézményben dolgozott. Ezt követően tizenhárom éven át vezetett a vibriók genomikájával foglalkozó kutatócsoportot a franciaországi Roscoff Biológiai Állomáson.
2023-ban Montréalba költözött. Döntésében szerepet játszott az együttműködés lehetősége a molekuláris genetikával és mikroszkópiával foglalkozó szakértőkkel. Az érintett tanszéken tanít Yves Brun is, aki a bakteriális sejtbiológia Canada 150 Research Chair pozícióját tölti be.
Le Roux a felmelegedés vibrioközösségekre gyakorolt hatásait is vizsgálni szeretné kanadai környezetben. Az IVADO szerint ezek a folyamatok Kanadában továbbra is kevéssé dokumentáltak. A kutató szemléletét egy alapvető meggyőződés vezeti: „A természet nagyon jól szabályozza önmagát. Az én feladatom az, hogy megpróbáljam megérteni, hogyan.”
