Бактериофаги: «хорошие вирусы», которые борются с бактериями
Ученые считают, что с ростом устойчивости к антибиотикам бактериофаги, которые охотятся и убивают бактерии, могут лечить бактериальные инфекции.
Для таких крошечных агентов вирусы нанесли огромный урон человечеству. Вспышки вирусных заболеваний, таких как оспа, грипп, ВИЧ и COVID-19, унесли жизни миллиардов людей и коренным образом изменили общества на протяжении всей истории человечества. Но не все вирусы убийцы. Как и в случае с бактериями, «хорошие» или «дружественные» вирусы также могут быть полезны для здоровья. Теперь ученые говорят о вироме — обо всех различных типах вирусов, которые мы переносим в нашем организме и которые способствуют здоровью, подобно бактериальному микробиому.
Однако не все они плохие: есть вирусы, убивающие раковые клетки и помогающие разрушать опухоли, другие, которые тренируют нашу иммунную систему и помогают ей бороться с патогенами, и даже некоторые, которые контролируют экспрессию генов во время беременности.
Бактериофаги: антибактериальные сторожевые собаки
Подавляющее большинство вирусов внутри нас — это бактериофаги — вирусы, убивающие бактерии в нашем микробиоме. Бактериофаги, также известные как фаги, безвредны для клеток человека, поскольку они не распознают их как свою бактериальную добычу.
Они работают, выслеживая бактерии и прикрепляясь к поверхности бактериальной клетки, прежде чем вводить в клетку материал вирусной ДНК.
Затем вирусная ДНК реплицируется внутри бактерий, иногда заимствуя у бактерий оборудование для репликации ДНК.
Как только внутри бактериальной клетки создается достаточное количество новых вирусов, клетка взрывается, высвобождая новые вирусные частицы.
Все это занимает всего 30 минут, то есть один вирус может стать многими за пару часов.
Фаготерапия: краткая история
Способность фагов уничтожать бактерии заставила ученых задуматься о том, можно ли их использовать для лечения бактериальных инфекций в начале 20-го века, но когда появились антибиотики, такие как пенициллин, эти исследования сошли на нет.
Но в настоящее время растет число устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий, и эксперты говорят, что устойчивость к антибиотикам является одной из самых серьезных медицинских проблем, с которыми сталкивается мировое сообщество.
В результате ученые спешат найти новые формы антибиотиков, возвращая фаги в меню в качестве средств для борьбы с бактериальными инфекциями.
Плетц добавил, что фаги чрезвычайно точны в уничтожении бактериальных штаммов — настолько, что вы не нарушаете микробиом кишечника, как в случае с антибиотиками.
Теоретически фаги могут стать огромным подспорьем в нашей борьбе с устойчивостью к антибиотикам. Но что на самом деле говорят доказательства?
Фаги были советской медициной
Фаги не вышли из употребления повсеместно. Из-за нехватки антибиотиков в России советских времен фаги использовались для лечения бактериальных инфекций, и их использование продолжалось в таких странах, как Грузия, Украина и Россия, на протяжении десятилетий.
Грузия является горячей точкой фагового туризма, куда приезжают пациенты со всего мира, чтобы лечиться фагами. Именно из этих клиник некоторые ученые говорят, что у нас есть убедительные доказательства того, что фаги могут работать против инфекций, устойчивых к обычным антибактериальным агентам.
Грузия превратилась в один из мировых центров фаготерапии, где находится одна из крупнейших в мире коллекций терапевтических бактериофагов.
Но такие страны, как Бельгия и США, также начинают использовать фаги в исключительных случаях в специализированных терапевтических центрах.
Германия тоже начинает проявлять интерес к фаготерапии. В отчете об исследовании, опубликованном 18 июля, содержится призыв к политикам обеспечить более полное изучение и использование фагов не только для медицины человека, но и для борьбы с пищевыми инфекциями и для защиты урожая.
Есть ли место фагам в медицине?
Могут ли фаги стать решением проблемы антибактериальной резистентности? Возможно, говорят эксперты. Но они также предупреждают, что у фаговой терапии есть недостатки, которые необходимо устранить, прежде чем они будут одобрены для широкого использования.
«Основная проблема заключается в отсутствии стандартизации терапии. Фаговая терапия должна быть точно адаптирована к бактериям, вызывающим инфекцию у пациента», — сказал Герд Феткенхойер, эксперт по инфекционным заболеваниям в Университетской больнице Кёльна, Германия.
Фэткенхойер сказал, что инфекции могут быть вызваны бактериями с различными свойствами, поэтому в качестве терапии вам нужен коктейль из различных фагов, и эта смесь фагов должна быть доступна очень быстро, прежде чем инфекция выйдет из-под контроля.
И бактерии также развивают устойчивость к фаговой терапии.
Но фаготерапия имеет хорошие показатели безопасности. Плетц сказал, что люди поглощают миллиарды фагов каждый день вместе с пищей без каких-либо побочных эффектов. Это означает, что наши тела должны очень хорошо переносить фаговую терапию.
В немецком исследовательском отчете рекомендуется, чтобы следующие шаги включали крупномасштабные исследования и клинические проекты для разработки эффективных фаговых методов лечения различных типов инфекций.
На данный момент бактериофаги вряд ли заменят антибиотики. Но ученые надеются, что их можно использовать в комбинации, чтобы сделать антибиотики более эффективными, особенно против резистентных штаммов бактерий.
