Jakie interakcje zachodzą między cząsteczkami cukru, którymi pokryte są bakterie, a fagami, czyli wirusami bakteryjnymi? Odpowiedzi na to pytanie szuka zespół naukowy dr. Rafała Mostowego, biologa ewolucyjnego chorób zakaźnych. Wyniki mogą posłużyć walce z infekcjami, których nie mogą wyleczyć antybiotyki

Nad czym obecnie pracuje pana zespół?

Przede wszystkim skupia się na tym, w jaki sposób bakterie zakaźne oddziałują ze swoimi wirusami. To są fagi – wirusy bardzo różne od tych, o których teraz czytamy w gazetach i na portalach. Są to wirusy specyficznie bakteryjne, niegroźne dla człowieka, ale są bardzo skuteczne, a przynajmniej wiele z nich jest skutecznych w zabijaniu bakterii. Od wielu lat pojawiają się pomysły używania tych wirusów jako formy radzenia sobie z lekoopornymi infekcjami bakteryjnymi, z którymi coraz częściej zmagamy się w szpitalach. Natomiast do niedawna był to temat kontrowersyjny.

Co się zmieniło w podejściu do tego tematu?

W tym momencie, przy dużym problemie zdrowotnym, jakim jest właśnie skala lekooporności, coraz więcej się o tych wirusach mówi. Mój zespół zajmuje się konkretnie oddziaływaniami, interakcjami pomiędzy wirusami i cukrami bakteryjnymi. Bakterie są często pokryte gęstymi warstwami cukrowymi, które sprawiają, że układ odpornościowy gorzej sobie z nimi radzi. My skupiamy się na bardzo szerokim, ewolucyjnym kontekście: w jaki sposób te wirusy oddziałują z bakteriami, w jaki sposób zmieniają się w czasie zarówno bakterie, jak i wirusy. To są zagadnienia, które pomagają nam lepiej zrozumieć tę skomplikowaną dynamikę, przez którą trudno jest mówić o wirusach jako o prostym środku na bakterie lekooporne. Antybiotyk jest prostą cząsteczką, wirus jest skomplikowany. I to często sprawia, że mamy duże obawy przed używaniem tych wirusów przeciwko bakteriom. Ale jeżeli jesteśmy w stanie je dużo lepiej zrozumieć, zarówno na poziomie molekularnym, jak i ewolucyjnym, to coraz lepiej rozumiemy coś, czego można potencjalnie użyć do leczenia infekcji lekoopornych.

Fagi atakują wyłącznie bakterie?

Tak, są tak specyficznie bakteryjne, że często potrafią zakażać tylko jeden szczep jednego gatunku bakterii, innych już nie. Wiele z nich bardzo skutecznie na różne sposoby zabija bakterie. Myślę, że my jako społeczność naukowa chcemy lepiej zrozumieć te różne mechanizmy molekularne. Mój zespół konkretnie skupia się na tych oddziaływaniach pomiędzy ogonkami fagowymi – to są takie „nóżki” wirusowe – a powłokami cukrowymi, którymi pokryte są bakterie.

Wspomniał pan, że bada zmiany. W jak długim czasie? To kwestia tygodni, miesięcy, lat?

One zachodzą w przeróżnych skalach czasowych. W tym momencie zajmujemy się stricte bioinformatyką, czyli obserwujemy różnorodność populacyjną. Fagi znajdujemy w różnych miejscach (zarówno w różnych środowiskach naturalnych, jak i w różnych częściach ciała ludzkiego) za pomocą tzw. metagenomiki. Pobieramy jakąś próbkę z ciała ludzkiego, izolujemy z niej cały materiał genetyczny, sekwencjonujemy bardzo duże jego ilości, co pozwala nam odczytać sekwencje DNA ze wszystkich mikroorganizmów, które żyją w danym miejscu. Z tego można powyciągać dużo fagów.

Czyli posiadacie spory materiał do badań?

W ostatnich latach mamy do czynienia z absolutnie przytłaczającą liczbą różnych danych genetycznych. Wielkim wyzwaniem jest rozczytanie, co tam jest i co to nam może powiedzieć na temat biologii i ewolucji mikroorganizmów. Patrząc na tak szeroko rozumianą bioróżnorodność, nasza grupa w tym momencie próbuje zrozumieć to, co się dzieje w bardzo długich skalach czasowych. Ale docelowo interesują nas też bardzo krótkotrwałe skale, bo bakterie i wirusy potrafią ewoluować bardzo szybko. Planujemy – to na razie są długoterminowe plany – zaangażować własne eksperymenty, które nam pokażą, co dokładnie się dzieje, gdy połączymy konkretny rodzaj bakterii z konkretnym rodzajem wirusa. Czy ten wirus oddziałuje z bakterią, w jaki sposób, jakie to ma konsekwencje zarówno dla bakterii, jak i wirusa, czyli faga.

Wielokrotnie wspomina pan swój zespół, który działa w Małopolskim Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Składa się on z polskich naukowców czy pracuje pan w środowisku międzynarodowym?

Poszukiwania rozpocząłem międzynarodowo. Mam trzy osoby z Polski i dwie, które są obcokrajowcami. Natomiast pierwsza osoba, którą zatrudniłem, to była Polka. Tak jak ja wróciła z zagranicy, pracowała w Wielkiej Brytanii. Po powrocie do Polski podjęła pracę w mojej grupie. Nie jest to takie oczywiste, znaleźć kogoś z zagranicy. Ludzie czasami mają obawy związane z przeprowadzką do Polski, bo to jest jednak na ten moment naukowo trochę egzotyczna lokalizacja. Mam nadzieję, że to się będzie zmieniać, że grupy naukowe będą coraz silniejsze, że będą się ludziom kojarzyć coraz lepiej. To jednak nie zmienia faktu, że bardzo dużo podań dostawaliśmy z zagranicy, zwłaszcza z Europy Środkowej i Wschodniej, ale także z Dalekiego i Bliskiego Wschodu. Mieliśmy też kandydatury z krajów zachodnich. Z tych zgłoszeń naprawdę jesteśmy w stanie wyławiać dobrych ludzi. Ale co najważniejsze, w samej Polsce mamy bardzo dużo utalentowanych ludzi, zwłaszcza studentów.

Przez wiele lat pracował pan na prestiżowych zagranicznych uczelniach. Co pana skłoniło do powrotu?

Największą motywacją były powody rodzinne, jednak razem z żoną nie chcieliśmy iść na zbyt duży kompromis zawodowy: chcieliśmy móc osiągnąć taki stan życiowy, w którym wracamy do Polski, jesteśmy bliżej rodziny, ale mamy pewność, że oferta zawodowa będzie na tyle atrakcyjna, że nie odbędzie się to dużym kosztem kariery naukowej. Wydaje mi się, że grant z NAWY był taką opcją dającą czteroletnią poduszkę powietrzną – z małym, ale konkretnym zespołem, z dobrym wynagrodzeniem – dającą możliwość zbudowania merytorycznego zespołu i starania się o inne granty. To była w sumie atrakcyjna opcja. To jest grant, a właściwie taka nagroda naukowa na pewien czas. Zobaczymy, jak to później będzie wyglądać, ale na ten moment nie czuję, żeby moja kariera ucierpiała, wręcz uważam, że dzięki NAWA i programowi Polskie Powroty otworzyło się wiele drzwi, które wcześniej były zamknięte.

Wspomniał pan, że w pańskim zespole pracują osoby, które po zdobyciu doświadczenia też wróciły do Polski. Czy jest szansa, że będzie więcej takich przypadków, czyli polskich naukowców, którzy zdecydują się na zawodową przeprowadzkę? Co może ich do tego przekonać?

To jest złożone pytanie, na które nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Na pewno bardzo ważnym czynnikiem są warunki pracy i komunikowanie tych warunków, czyli dobre, atrakcyjne granty dające ludziom możliwość powrotu. To, co jest ważne, to atmosfera naukowa. Ludzie, którzy pracowali za granicą, zwłaszcza długo, chcą być w miejscu, gdzie czują się w miarę międzynarodowo. Myślę, że wiele osób chciałoby wrócić i pracować wśród osób, które myślą podobnie jak one. A to rzeczywiście wymaga tworzenia i promowania instytutów, które osiągają taką „masę krytyczną” poprzez zatrudnianie ludzi, którzy wrócili z zagranicy. Z mojego doświadczenia wynika, że jest to bardzo istotne dla, nazwijmy to, zdrowia psychicznego. Skoro ja myślę w sposób „zachodnionaukowy”, chcę publikować na najwyższym poziomie, muszę w miejscu pracy mieć inne osoby, które rozumieją i podzielają mój sposób myślenia. Żeby stworzyć naprawdę dobre warunki do pracy, konieczne są nie tylko środki finansowe, lecz również odpowiednia mentalność, zrozumienie i wsparcie. Chodzi o to, że moja wizja międzynarodowa będzie mogła być realizowana i będzie zrozumiana. I to jest coś, co moim zdaniem jest bardzo, bardzo istotne. I to jest coś, co w moim instytucie, czyli w Małopolskim Centrum Biotechnologii, jest obecne. Niekoniecznie jest tak we wszystkich miejscach, ale jest kilka ośrodków w Polsce, które rzeczywiście pracują w sposób międzynarodowy, ambitny, na wysokim poziomie i zatrudniają ludzi, którzy myślą w ten sposób.

Partner

ikona lupy />