Czym są bakteriofagi i dlaczego są lepsze od antybiotyków

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 04:07

Ten obiecujący sposób na pokonanie globalnego zagrożenia dla ludzkości wciąż wymaga badań.

Czym są bakteriofagi

Bakteriofagi Bakteriofagi: koncepcja terapii przeciwko wielolekoopornym bakteriom to wirusy, które zabijają bakterie, ale nie szkodzą innym żywym organizmom.

Rdzeń „-fagos-” przetłumaczony ze starożytnej greki oznacza „pożreć”. Właściwie tak działają te konkretne wirusy. Wnikają w bakterie, „zarażają” je i zastępują genom bakteryjny własnym. W ten sposób drobnoustrój traci zdolność do namnażania się. Zamiast tego zaczyna produkować coraz więcej bakteriofagów, które powoli niszczą całą kolonię bakterii.

Czasami bakteriofagi nazywane są po prostu fagami, a ich stosowanie w postaci tabletek lub zastrzyków do zwalczania bakterii chorobotwórczych to terapia fagowa lub terapia fagowa.

Podobnie jak antybiotyki, bakteriofagi są środkami przeciwbakteryjnymi. Generalnie wykonują tę samą pracę - zabijają bakterie, ale robią to na różne sposoby.

Czym bakteriofagi różnią się od antybiotyków

Antybiotyki zawierają substancje chemiczne, które zabijają bakterie lub zapobiegają ich namnażaniu. To jest plus.

Teraz minusy. Po pierwsze, każdy antybiotyk jest skuteczny tylko przeciwko jednemu lub kilku rodzajom drobnoustrojów chorobotwórczych. Po drugie, bakterie, ponieważ żyją, są w stanie przystosować się do działania leku i ostatecznie tracą na niego wrażliwość. Oznacza to, że rozwija się nieprzyjemna sytuacja: bierzesz antybiotyk, ale nie możesz wyleczyć infekcji bakteryjnej. Ta oporność drobnoustrojów na środki przeciwbakteryjne nazywana jest opornością na antybiotyki.

Każdy rodzaj bakteriofaga (a jest ich miliony) jest również skuteczny Bakteriofagi: koncepcja terapii przeciwko bakteriom wielolekoopornym tylko przeciwko „swoim” typom bakterii. Ale proces podobny do oporności na antybiotyki nie występuje, gdy wchodzą one w interakcje z drobnoustrojami, ponieważ bakteriofagi są wirusami i mogą zmienić terapię fagową w erze postantybiotykowej. Kiedy bakteria przystosowuje się i przestaje pozwalać wirusowi na dotarcie do genomu, fag może znaleźć dla niego nowy „klucz” i osiągnąć swój cel.

Dlaczego znane są antybiotyki, ale bakteriofagi nie są zbyt dobre

To przykład historycznej niesprawiedliwości.

Generalnie terapia fagowa pojawiła się nawet wcześniej niż antybiotykoterapia. Już pod koniec XIX wieku wielu naukowców, w tym rosyjski mikrobiolog Nikołaj Gamaleja, którego nazwisko nosi Narodowe Centrum Badań Epidemiologii i Mikrobiologii, odkryło terapię bakteriofagową, która wykazuje wyraźne działanie niektórych substancji zawartych np. w wodzie rzecznej. Aktywność przeciwbakteryjna.

W 1917 roku mikrobiolog z paryskiego Instytutu Pasteura Felix d'Hérelle powiedział światu, że te substancje okazały się być specyficznymi wirusami – tymi samymi bakteriofagami. Naukowiec odkrył w epopei o terapii fagowej, że fagi zawsze pojawiały się w kale pacjentów z czerwonką, zanim stan ich zdrowia się poprawił.

D'Herelle umieścił próbkę kału z prątkiem czerwonki na szalce Petriego. Dodał tam próbkę pobraną od zdrowiejącego pacjenta i po kilku dniach stwierdził, że bakteria czerwonkowa zniknęła. „Rozpuszczony jak cukier w wodzie!” - badacz opisał swoje spostrzeżenia w "Eposie terapii fagowej".

Na podstawie wykrytych bakteriofagów naukowiec uczynił Phage środkiem przeciwdrobnoustrojowym: heretyckie teorie d'Herelle'a i ich rola w zaniku profilaktyki fagowej na Zachodzie zastrzyków i zawiesin, które zaczął podawać pacjentom z czerwonką. Już w latach dwudziestych XX wieku terapię fagową z powodzeniem leczono nie tylko tą chorobą, ale także durem brzusznym, cholerą, gronkowcowymi infekcjami skóry i kości oraz posocznicą.

Bakteriofagi podbiły świat jako środek przeciwbakteryjny. Stosowano je w największych szpitalach w Europie i USA, a w ZSRR dzięki d'Herelle powstało laboratorium do produkcji takich leków Dziwna historia fagoterapii. Ale w latach czterdziestych światowa „fageomania” ustała.

Jednym z powodów był rozwój nauki. W szczególności gwałtownie wzrosły wymagania dotyczące jakości prac naukowych. A d'Herelle i jego zwolennicy nie dbali o to: nie prowadzili badań do końca poprawnie, popełniali błędy w opisie procesów biologicznych i fizjologicznych.

Ponadto w tym samym czasie powstał pierwszy antybiotyk na bazie penicyliny. Autorzy leku bardziej skrupulatnie podeszli do badań. W rezultacie antybiotyki stały się uznaną metodą antybiotykoterapii w Europie i Stanach Zjednoczonych, a wirusy fagowe zostały zapomniane. Badania nad „zjadaczami bakterii” trwały tylko w ZSRR.

Dlaczego teraz mówią o bakteriofagach?

Ponieważ antybiotyki tracą na znaczeniu. Ludzie są do nich przyzwyczajeni, postrzegają je jako bezpieczne leki, które można zażywać „w profilaktyce”. W efekcie coraz więcej groźnych bakterii uodparnia się na antybiotyki i przestaje na nie reagować.

Od kilku lat WHO wymienia oporność na antybiotyki jako jedno z najpoważniejszych zagrożeń dla zdrowia ludzkiego.

Ludzie mogą wkrótce odkryć, że zwykłe i niezawodne leki stały się atrapą. Istnieje ryzyko, że nawet ból gardła lub bakteryjne zapalenie ucha środkowego ponownie staną się śmiertelnymi infekcjami, na które nie ma lekarstwa.

Teoretycznie nic nie stoi na przeszkodzie powstaniu nowych antybiotyków, na które bakterie nie wykształciły jeszcze odporności. Ale takie zmiany trwają lata, a nawet dziesięciolecia.

W takich warunkach bakteriofagi mogą stać się tym, co pomoże światu przezwyciężyć kryzys medyczny na dużą skalę. Leki na bazie wirusów można wytwarzać znacznie szybciej i taniej Bakteriofagi: lekarstwo przyszłości niż antybiotyki. Ale najważniejsze jest to, że bakteriofagi mogą zmieniać się w ślad za bakterią docelową, co oznacza, że takie leki pozostaną skuteczne.

Czy bakteriofagi mogą całkowicie zastąpić antybiotyki?

Nie, przynajmniej jeszcze nie. Powodów jest kilka.

Bakteriofagi wciąż nie są dobrze poznane

Bakteriofagi: koncepcja terapii przeciw bakteriom wielolekoopornym wciąż brakuje autorytatywnych badań na dużą skalę, które potwierdziłyby skuteczność i bezpieczeństwo terapii fagowej.

Ponadto organy regulacyjne w różnych krajach są podejrzliwe wobec pomysłu wykorzystania wirusów do leczenia. Na przykład amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) zatwierdziła FDA Approves Bacteriophage Trial, pierwsze badanie kliniczne dożylnego bakteriofaga, dopiero w lutym 2019 r.

Pewnego dnia proces certyfikacji i licencjonowania produktów fagowych zostanie prawdopodobnie uproszczony. Ale ta chwila jeszcze nie nadeszła.

Bakteriofagi mają zbyt wąską specjalizację

Pojedynczy antybiotyk o szerokim spektrum działania może leczyć wiele infekcji bakteryjnych. Ale bakteriofagi to snajperzy: celowo niszczą tylko jeden rodzaj bakterii. Dlatego dla każdego czynnika sprawczego choroby musisz wybrać własnego faga.

Co więcej, składniki bakteryjne chorób różnią się w zależności od regionu, a czasem nawet w zależności od osoby. W rezultacie, aby wyleczyć ten sam ból gardła u 10 osób w Rosji i na przykład we Włoszech, może być wymagane 10 różnych bakteriofagów lub złożony ich koktajl.

Dziś wszechstronność i skuteczność działających antybiotyków jest nieco wyższa.

Wydaje się, że bakteriofagi najlepiej działają w połączeniu z antybiotykami

Eksperymenty na kulturach komórkowych i zwierzęcych pokazują, że efekt synergii fagów i antybiotyków poprzez opóźnioną lizę, jeśli jednocześnie stosuje się bakteriofagi i antybiotyki, ich łączne działanie przekracza sumę działania każdego leku z osobna. To wzajemne wzmacnianie nazywa się synergią.

Jak dotąd nie ma przekonujących dowodów na to, że synergia zamanifestuje się u ludzi. Ale naukowcy są optymistycznie nastawieni do Silniejszego razem? Perspektywy na fag - synergia antybiotyków w klinicznych zastosowaniach terapii fagowej, że jest to nieuniknione.

W jednym z badań, leczenie fagami przeszczepu aorty zakażonego Pseudomonas aeruginosa, bakteriofagiem OMKO1 w połączeniu z antybiotykiem ceftazydym, było w stanie uwolnić pacjenta od nadkażenia, który był leczony tradycyjnymi antybiotykami przez kilka lat.

Tak więc bakteriofagi najprawdopodobniej nie zastąpią antybiotyków. Leki te będą się wzajemnie uzupełniać, aby leczenie chorób bakteryjnych było szybsze i skuteczniejsze.