Predavanje: Primjena faga u medicini i mikrobiologiji. Bakteriofagi: suvremeni aspekti primjene, izgledi za budućnost

1. U medicini:

Jedno od područja upotrebe bakteriofaga je antibakterijska terapija, alternativa uzimanju antibiotika. Na primjer, koriste se bakteriofagi: streptokokni, stafilokokni, klebsielni, dizenterijski polivalentni, piobakteriofag, coli, proteus i koliproteus i drugi.

Bakteriofagi se također koriste u genetski inženjering Kao vektori koji prenose dijelove DNA, moguć je i prirodni prijenos gena između bakterija kroz određene fage (transdukcija).

2. U biologiji

Bakteriofagi M13, fagi T4, T7 i fagi 1 koriste se za proučavanje interakcija protein-protein, protein-peptid i DNA-protein metodom prikaza faga.

Budući da je reprodukcija bakteriofaga moguća samo u živim stanicama, bakteriofagi se mogu koristiti za određivanje vitalnosti bakterija. Ovaj smjer ima veliki izgledi, budući da je jedno od glavnih pitanja u različitim biotehnološkim procesima određivanje održivosti korištenih usjeva.

PREDNOSTI BAKTERIOFAGA U ODNOSU NA ANTIBIOTIKE:

· visoko učinkovit bioloških lijekova antibakterijsko djelovanje za prevenciju i liječenje akutnih crijevne infekcije i gnojno-upalne bolesti, liječenje disbioze;
· kada se koriste, ne remete normalnu ljudsku biocenozu (za razliku od antibiotika, nakon kojih je uvijek potrebno liječiti disbakteriozu - Op. autora);
· neophodan za otpornost patogena na antibiotike;
Može se koristiti u kompleksna terapija s drugima lijekovi;
· neophodno za liječenje disbakterioze u kombinaciji s lijekovima koji normaliziraju crijevnu mikrofloru;
· preporučuje se odraslima i djeci;
· izrađeni su od prirodnih sirovina.

Na dobrobiti Lijekovi bakteriofaga imaju usku specifičnost djelovanja, koja, za razliku od antibiotika, ne uzrokuje inhibiciju normalne mikroflore. Dokazani stimulirajući učinak stafilokokni bakteriofag na bifidobakterije - najvažniju komponentu crijevne mikrobiocenoze. Primjena bakteriofaga za liječenje zaraznih bolesti potiče specifične i nespecifična imunost, što je posebno učinkovito u liječenju kroničnih upalnih bolesti u pozadini imunosupresivnih stanja i nositelja bakterija.

I antibiotici i bakteriofagi djeluju izravno na mikrobe; samo antibiotici uništavaju ne samo patogene, već i normalna mikroflora, kršenje prirodna ravnoteža, dok bakteriofagi djeluju samo na patogeni mikroorganizmi. Kad naiđe na osjetljivu mikrobnu stanicu, fag prodire u nju, prebacuje svoj mehanizam djelovanja na razmnožavanje vlastite vrste, koja, trgajući staničnu membranu, napada druge mikrobe u deseterostrukom broju. Liza postaje spontana, a oslobađanje neželjenih mikroba događa se za nekoliko sati. Također treba spomenuti složeni pripravci, koji su skup faga za nekoliko patogena odjednom: ovo je piobakteriofag za liječenje gnojno-septičke bolesti a intestibakteriofag protiv crijevnih infekcija.

Glavni proizvođači bakteriofaga u našoj zemlji su NPO Immunopreparat (Ufa), poduzeće za proizvodnju bakterijskih pripravaka ( Nižnji Novgorod), MP "Biofon" (Saratov), NPO "Biomed" (Perm).

Klinička praksa pokazala je učinkovitost primjene bakteriofaga u zaraznim bolestima gastrointestinalni trakt, a također i kada upalne bolesti sinusi, usne šupljine, Gornji dišni put, genitourinarni sustav, kolecistitis, itd., uzrokovan bakterijama osjetljivim na fag. No, fagi, ti “prirodni bolničari”, mogu se koristiti ne samo za liječenje, već i za prevenciju zaraznih bolesti. Nisu otrovni, nemaju kontraindikacija za primjenu i mogu se koristiti u kombinaciji s bilo kojim drugim lijekovima. Mogu se propisati trudnicama, dojiljama i djeci bilo koje dobi, uključujući nedonoščad.

Glavni uvjet za njihovu uspješnu primjenu je testiranje izolirane kulture na osjetljivost na odgovarajući fag. Uočen je nevjerojatan obrazac: za razliku od antibiotika, osjetljivost kliničkih sojeva mikroorganizama na bakteriofage je stabilna i ima tendenciju povećanja, što se može objasniti obogaćivanjem ljekovitih lijekova nove rase faga.

Pripravci bakteriofaga propisuju se oralno za bolesti unutarnjih organa ili lokalno, izravno na leziju. Učinak faga javlja se unutar 2-4 sata nakon primjene (što je posebno važno u uvjetima intenzivne njege). Bakteriofagi prodiru u krv, limfu i izlučuju se kroz bubrege, sanirajući mokraćni put. Dvadesetih godina prošlog stoljeća fagi su se aktivno koristili u liječenju raznih bolesti.

Pripravci faga koriste se za liječenje i prevenciju zaraznih bolesti, kao iu dijagnostici - za određivanje osjetljivosti na fage i fagotipizaciju u identifikaciji mikroorganizama. Djelovanje faga temelji se na njihovoj strogoj specifičnosti. Terapeutski i profilaktički učinak faga određen je litičkom aktivnošću samog faga, kao i imunizirajućim svojstvom komponenti (antigena) uništenih mikrobnih stanica koje se nalaze u fagolizatima, osobito u slučaju ponovljene uporabe. Pri dobivanju fagnih pripravaka koriste se dokazani proizvodni sojevi faga i sukladno tome tipične kulture mikroorganizama. Bakterijska kultura u tekućem hranjivom mediju, koja je u logaritamskoj fazi razmnožavanja, inficira se uterinskom suspenzijom faga.

Fag-lizirana kultura (obično sljedeći dan) se filtrira kroz bakterijske filtere, a otopina kinozola se dodaje filtratu koji sadrži fag kao konzervans.
Gotov pripravak faga je bistra tekućinažućkaste boje. Za duže skladištenje neki fagi dostupni su u suhom obliku (u tabletama). U liječenju i prevenciji crijevnih infekcija, fagi se koriste istovremeno s otopinom natrijevog bikarbonata, budući da kiseli sadržaj želuca uništava fage. Fag ne perzistira u organizmu dugo (5-7 dana), pa se preporučuje ponovna uporaba.

Proizvedeno u Sovjetskom Savezu sljedećih lijekova, koristi se za liječenje i prevenciju bolesti: tifusa, salmonele, dizenterije, kolifaga, stafilokoknog faga i streptokoka. Trenutno se fagi koriste za liječenje i prevenciju u kombinaciji s antibioticima. Ova aplikacija ima više učinkovito djelovanje za oblike bakterija otporne na antibiotike.

Dijagnostički bakteriofagi naširoko se koriste za identifikaciju bakterija izoliranih iz bolesnika ili iz zaraženih predmeta. vanjsko okruženje. Uz pomoć bakteriofaga, zbog njihove visoke specifičnosti, moguće je odrediti vrste bakterija te s većom točnošću pojedine vrste izoliranih bakterija. Trenutno je razvijena fagodijagnostika i fagotipizacija bakterija roda Salmonella, Vibrio i stafilokoka. Fagotipizacija pomaže u utvrđivanju izvora infekcije, proučavanju epidemioloških odnosa i razlikovanju sporadičnih slučajeva bolesti od epidemijskih.
Fagodijagnostika i fagotipizacija temelji se na principu kokultivacije izoliranog mikroorganizma s odgovarajućom vrstom ili tipom faga. Pozitivan rezultat Smatra se da postoji dobro definirana liza proučavane kulture s fagom vrste, a zatim s jednim od tipičnih faga.

Praktična upotreba fagi. Bakteriofagi se koriste u laboratorijskoj dijagnostici infekcija za intraspecifičnu identifikaciju bakterija, odnosno određivanje fagovara (fagotipa). U tu svrhu koristi se metoda fagotipizacija, temelji se na strogoj specifičnosti djelovanja faga: kapi različitih faga specifičnih za dijagnostički tip nanose se na ploču s gustom hranjivom podlogom zasijanom "travnjakom" čiste kulture patogena. Fagnost bakterije određena je tipom faga koji je uzrokovao njezinu lizu (stvaranje sterilne mrlje, “plaka” ili “negativne kolonije”, faga). Tehnikom fagotipizacije utvrđuje se izvor i putevi širenja infekcije (epidemiološko označavanje). Izolacija bakterija istog fagovara od različitih pacijenata ukazuje na zajednički izvor njihove infekcije.

Fagi se također koriste za liječenje i prevenciju niz bakterijskih infekcija. Oni proizvode tifus, salmonelu, dizenteriju, pseudomonas, stafilokokne, streptokokne fage i kombinirani lijekovi(koliproteus, piobakteriofagi itd.). Bakteriofagi se propisuju prema indikacijama oralno, parenteralno ili lokalno u obliku tekućine, tableta, čepića ili aerosola.

Bakteriofagi se široko koriste u genetičkom inženjeringu i biotehnologiji kao vektori za proizvodnju rekombinantne DNA.

Uzročnici escherichiosis. Taksonomija i karakteristike. Uloga Escherichie coli u normalnim i patološkim stanjima. Mikrobiološka dijagnostika enteralne ešerihioze. Načela liječenja i prevencije.

Escherichiosis- zarazne bolesti, čiji je uzročnik Escherichia coli.

Razlikuju se enteralna (crijevna) i parenteralna escherichiosis. Enteralna escherichioza je akutna zarazna bolest karakterizirana primarnim oštećenjem gastrointestinalnog trakta. Javljaju se u obliku izbijanja, a uzročnici su dijarejski sojevi E. coli. Parenteralna escherichiosis je bolest koju uzrokuju oportunistički sojevi E. coli - predstavnici normalne mikroflore debelog crijeva. Kod ovih bolesti moguće je oštećenje bilo kojeg organa.

Taksonomski položaj. Uzročnik - Escherichia coli - glavni je predstavnik roda Escherichia, obitelji Enterobacteriaceae, koji pripada odjelu Gracilicutes.

Morfološka i tinktorijalna svojstva. E.coli su male gram-negativne štapiće sa zaobljenim krajevima. U razmazima su raspoređeni nasumično, ne tvore spore, peritrihični. Neki sojevi imaju mikrokapsulu, pili.

Kulturna dobra. Escherichia coli je fakultativni anaerob, optimum. tempo. za visinu - 37C. E coli Nije zahtjevna prema hranjivim podlogama, dobro raste na jednostavnim podlogama, dajući difuzno zamućenje na tekućim podlogama i stvarajući kolonije na čvrstim podlogama. Za dijagnosticiranje escherichiosis koriste se diferencijalno dijagnostički mediji s laktozom - Endo, Levin.

Aktivnost enzima. E coli ima veliki set razni enzimi. Najviše obilježje E coli je njegova sposobnost fermentacije laktoze.

Antigenska struktura. Escherichia coli ima somatsku OKO-, flagelarni H i površinski K antigeni. O-antigen ima više od 170 varijanti, K-antigen - više od 100, H-antigen - više od 50. Struktura O-antigena određuje njegovu serogrupu. Naprezanja E coli koji imaju vlastiti skup antigena (antigenska formula) nazivaju se serološke varijante (serovari).

Prema antigenskim, toksigenim svojstvima razlikuju se dvije biološke varijante E coli:

1) oportunistički coli;

2) "sigurno" patogeni, proljevasti.

Faktori patogenosti. Formira endotoksin, koji ima enterotropno, neurotropno i pirogeno djelovanje. Proljevasta Escherichia proizvodi egzotoksin koji uzrokuje značajna oštećenja metabolizam vode i soli. Osim toga, neki sojevi, poput uzročnika dizenterije, sadrže invazivni čimbenik koji pospješuje prodiranje bakterija u stanice. Patogenost dijarejske ešerihije je u pojavi krvarenja i nefrotoksičnom učinku. Čimbenicima patogenosti svih sojeva E coli uključuju pili i proteine vanjske membrane koji potiču adheziju, kao i mikrokapsulu koja sprječava fagocitozu.

Otpornost. E coli ima veću otpornost na djelovanje razni faktori vanjsko okruženje; osjetljiva je na sredstva za dezinfekciju i kuhanjem brzo ugine.

UlogaE coli. Escherichia coli je predstavnik normalne mikroflore debelog crijeva. Antagonist je patogenih crijevnih bakterija, bakterija truljenja i gljivica roda Candida. Osim toga, uključen je u sintezu vitamina B, E I DO, djelomično razgrađuje vlakna.

Sojevi koji žive u debelom crijevu i koji su oportunistički mogu dospjeti izvan gastrointestinalnog trakta i, uz pad imuniteta i njihovo nakupljanje, postati uzrok raznih nespecifičnih gnojno-upalnih bolesti (cistitis, kolecistitis) - parenteralne escherichiosis.

Epidemiologija. Izvor crijevne escherichiosis su bolesni ljudi. Mehanizam infekcije - fekalno-oralni, putevi prijenosa - prehrambeni, kontaktni i kućanski.

Patogeneza. Usna šupljina.Ulazi u tanko crijevo, adsorbira se u epitelnim stanicama uz pomoć pili i proteina vanjske membrane. Bakterije se množe i umiru, oslobađajući endotoksin, koji povećava pokretljivost crijeva, uzrokuje proljev, groznicu i druge simptome opće intoksikacije. Proizvodi egzotoksin - teški proljev, povraćanje i značajan poremećaj metabolizma vode i soli.

Klinika. Trajanje inkubacije je 4 dana. Bolest počinje akutno, groznicom, bolovima u trbuhu, proljevom i povraćanjem. Javljaju se poremećaji sna i apetita, glavobolja. Na hemoragični oblik U stolici se nalazi krv.

Imunitet. Nakon bolesti imunitet je krhak i kratkotrajan.

Mikrobiološka dijagnostika . Osnovna metoda - bakteriološki. Određuje se tip čiste kulture (gram-negativni bacili, oksidaza-negativni, fermentiraju glukozu i laktozu u kiselinu i plin, tvore indol, ne tvore sumporovodik) i pripadnost serogrupi, što omogućuje razlikovanje oportunističke E. coli od proljevastih. Intraspecifična identifikacija, koja ima epidemiološko značenje, sastoji se od određivanja serovara pomoću dijagnostičkih adsorbiranih imunoloških seruma.

83. Građa i funkcije imunološkog sustava.

Bakteriofagi u medicinska praksa koristi se u dijagnostici, liječenju i prevenciji zaraznih bolesti.

A. U dijagnostici se bakteriofag koristi pri provođenju metode istraživanja kulture za određivanje vrste izolirane čiste kulture, kao i za njezino tipiziranje. Dolje navedena metoda za korištenje bakteriofaga za indikaciju prisutnosti patološkog materijala određena vrsta bakterija bez izolacije u čistoj kulturi nije postala široko rasprostranjena.

1. Reakcija povećanja titra faga temelji se na sposobnosti određenog bakteriofaga da se replicira samo u stanicama bakterija "svoje" vrste. Provodi se prema sljedećem principu. Patološkom materijalu se dodaje određena količina određenog bakteriofaga, inkubira se u termostatu, a zatim se ponovno određuje količina faga. Ako se povećao, to znači da je bakteriofag "pronašao" stanicu "svoje" vrste za replikaciju, dakle, bakterije željene vrste prisutne su u patološkom materijalu.

2. U postupku identifikacije čiste kulture koriste se vrsta i vrsta bakteriofaga.
A. Bakteriofagi specifični za vrstu koriste se za indikaciju faga. Izdvojena čista kultura inokulira se na pločasti agar i na nju se kapne kap određenog bakteriofaga. Ako kultura pripada željenoj vrsti, tada neće biti rasta na mjestu na kojem je primijenjena kap; u protivnom će se primijetiti rast bakterija na mjestu na kojem je primijenjena kap faga. Ponekad se, nakon nanošenja bakteriofaga, Petrijeva zdjelica koja sadrži ploču s agarom naginje, dopuštajući kapljici da iscuri na rub zdjelice (zbog čega se ova metoda naziva "kapanjem").

b. Tipični bakteriofagi koriste se za fagotipizaciju. Princip metode je sljedeći.
1. Soj koji se tipizira inokulira se na agar za ploče.
2. Zatim se na inokuliranu površinu kapnu kapi tipičnih bakteriofaga (svaki u svoj kvadratić, unaprijed označen, npr. staklenim grafikonom na dnu Petrijeve zdjelice).
3. Inokulirana posuda se inkubira u termostatu.
4. Iskustvo se uzima u obzir snimanjem “sterilnih mrlja” ili “plakova” - mjesta odsutnosti rasta na mjestu nanošenja kapi bakteriofaga, na koje je određena varijanta bakterije osjetljiva.
5. Fagovar (fagotip) označava se navođenjem tipičnih faga koji liziraju danu varijantu.
B. Upotreba bakteriofaga (obično vrsta) za liječenje naziva se fagoterapija. U svrhu liječenja, bakteriofagi se koriste lokalno (u obliku navodnjavanja zahvaćene površine, injekcije u lokalno žarište). patološki proces itd.), budući da njihova primjena parenteralnim putem dovodi do razvoja imunološkog odgovora na strani protein faga. Ako se terapijski bakteriofag koristi oralno (za liječenje crijevnih infekcija), tada je najbolje koristiti tabletni oblik lijeka, obložen kiselootpornim premazom koji se otapa u alkalna sredina crijeva - bakteriofagi su vrlo osjetljivi na nizak pH i brzo se inaktiviraju u kisela sredina trbuh.
B. Prevencija faga - uporaba bakteriofaga (također, u pravilu, specifičnog za vrstu) za sprječavanje razvoja bakterijska infekcija. Trenutno se koristi za hitnu profilaksu trbušni tifus i dizenterija (pod hitna prevencija odnosi se na skup mjera za sprječavanje razvoja bolesti nakon što je došlo do zaraze, tj. ulazak uzročnika u organizam bolesnika).

№ 10-2013

Fotografija snimljena elektronskim mikroskopom
prikazuje proces pričvršćivanja bakteriofaga (T1 kolifaga) na površinu bakterije E. coli.

Krajem dvadesetog stoljeća postalo je jasno da bakterije nedvojbeno dominiraju Zemljinom biosferom, čineći više od 90% njezine biomase. Svaka vrsta ima mnogo specijaliziranih tipova virusa. Prema preliminarnim procjenama, broj vrsta bakteriofaga je oko 10 15 . Da bismo razumjeli razmjere ove brojke, možemo reći da ako svaka osoba na Zemlji svaki dan otkrije jedan novi bakteriofag, trebat će 30 godina da ih sve opiše.

Dakle, bakteriofagi su najmanje proučena bića u našoj biosferi. Većina danas poznatih bakteriofaga pripada redu Caudovirales - virusi s repom. Njihove čestice su veličine od 50 do 200 nm. Rep različitih duljina i oblika osigurava pričvršćivanje virusa na površinu bakterije domaćina, a glava (kapsida) služi kao skladište za genom. Genomska DNA kodira strukturne proteine koji tvore "tijelo" bakteriofaga i proteine koji osiguravaju reprodukciju faga unutar stanice tijekom infekcije.

Možemo reći da je bakteriofag prirodni visokotehnološki nanoobjekt. Na primjer, repovi faga su "molekularna štrcaljka" koja probija stijenku bakterije i, skupljajući se, ubrizgava njenu DNK u stanicu. Od tog trenutka počinje zarazni ciklus. Njegove daljnje faze sastoje se od prebacivanja mehanizama životne aktivnosti bakterije na opsluživanje bakteriofaga, širenja njegovog genoma, izgradnje mnogih kopija virusnih ljuski, pakiranja virusne DNK u njih i, konačno, uništavanja (lize) stanice domaćina.

Bakteriofag nije živo biće, već molekularni nanomehanizam koji je stvorila priroda.
Rep bakteriofaga je štrcaljka koja probija stijenku bakterije i ubrizgava virusnu DNA,
koji je pohranjen u glavi (kapsidi), unutar stanice.

Osim stalnog evolucijskog natjecanja između obrambenih mehanizama kod bakterija i napada kod virusa, razlogom postojeće ravnoteže može se smatrati i činjenica da su se bakteriofagi specijalizirali za svoje infektivno djelovanje. Ako postoji velika kolonija bakterija, gdje će sljedeće generacije faga pronaći svoje žrtve, tada se uništavanje bakterija litičkim (ubijajućim, doslovno otapajućim) fagima odvija brzo i kontinuirano.

Ako ima malo potencijalnih žrtava ili vanjski uvjeti nisu baš pogodni za učinkovito razmnožavanje faga, tada fagi s lizogenim ciklusom razvoja imaju prednost. U tom slučaju, nakon prodiranja u bakteriju, DNA faga ne pokreće odmah mehanizam infekcije, već neko vrijeme postoji unutar stanice u pasivnom stanju, često se uvodeći u bakterijski genom.

U ovom stanju profaga, virus može postojati dugo vremena, prolazeći kroz cikluse stanične diobe zajedno s bakterijskim kromosomom. I tek kada bakterija uđe u okruženje povoljno za reprodukciju, aktivira se litički ciklus infekcije. Štoviše, kada se DNK faga otpusti iz bakterijskog kromosoma, susjedni dijelovi bakterijskog genoma često se zarobe, a njihov se sadržaj naknadno može prenijeti na sljedeću bakteriju koju bakteriofag inficira. Razmatra se ovaj proces (transdukcija gena). najvažnije sredstvo prijenos informacija između prokariota – organizama bez stanične jezgre.

Kako djeluje bakteriofag?

Sve ove molekularne suptilnosti nisu bile poznate u drugom desetljeću dvadesetog stoljeća, kada su otkriveni “nevidljivi zarazni agensi koji uništavaju bakterije”. Ali čak i bez elektronskog mikroskopa, uz pomoć kojeg je krajem 1940-ih prvi put bilo moguće dobiti slike bakteriofaga, bilo je jasno da su oni sposobni uništavati bakterije, uključujući i one patogene. Ovu nekretninu odmah je tražila medicina.

Prvi pokušaji liječenja dizenterije fagima, infekcije rana, kolere, tifusa pa čak i kuge provodili su se prilično pažljivo, a uspjeh je izgledao prilično uvjerljivo. No, nakon početka masovne proizvodnje i korištenja preparata faga, euforija je ustupila mjesto razočaranju. O tome što su bakteriofagi, kako ih proizvoditi, pročišćavati i koristiti oblici doziranja, još uvijek se vrlo malo znalo. Dovoljno je reći da, prema rezultatima ispitivanja provedenog u Sjedinjenim Državama krajem 1920-ih godina, mnogi industrijski pripravci faga uopće nisu sadržavali bakteriofage.

Problem s antibioticima

Drugu polovicu dvadesetog stoljeća u medicini možemo nazvati "erom antibiotika". No, čak je i pronalazač penicilina, Alexander Fleming, u svom Nobelovom predavanju upozorio da rezistencija mikroba na penicilin nastaje vrlo brzo. Za sada je otpornost na antibiotike kompenzirana razvojem novih vrsta antimikrobnih lijekova. Ali od 1990-ih postalo je jasno da čovječanstvo gubi "utrku u naoružanju" protiv mikroba.

Prije svega, nekontrolirana uporaba antibiotika kriva je ne samo u terapijske svrhe, već i za u preventivne svrhe, ne samo u medicini, već iu poljoprivreda, Industrija hrane i svakodnevnom životu. Kao rezultat toga, otpornost na ove lijekove počela se razvijati ne samo kod patogenih bakterija, već i kod najčešćih mikroorganizama koji žive u tlu i vodi, čineći ih "uvjetnim patogenima".

Takve bakterije udobno postoje u medicinske ustanove, naseljavajući vodovodne instalacije, namještaj, medicinsku opremu, a ponekad čak i otopine za dezinfekciju. Kod osoba s oslabljenim imunološkim sustavom, kojih je većina u bolnicama, uzrokuju teške komplikacije.

Nije iznenađenje da medicinska zajednica zvoni na uzbunu. Prošle godine, 2012., glavna direktorica WHO-a Margaret Chan dala je izjavu predviđajući kraj ere antibiotika i ranjivost čovječanstva na zarazne bolesti. Međutim, praktične mogućnosti kombinatorne kemije - temelja farmakološke znanosti - ni izdaleka nisu iscrpljene. Druga stvar je da razvoj antimikrobna sredstva- vrlo skup proces koji ne donosi toliko profita kao mnogi drugi lijekovi. Stoga su horor priče o "superbakterijama" više upozorenje, potičući ljude da traže alternativna rješenja.

Bakteriofagi i imunitet

Budući da u prirodi postoji bezbroj bakteriofaga i oni neprestano ulaze u ljudsko tijelo s vodom, zrakom i hranom, imunološki sustav ih jednostavno ignorira. Postoji čak i hipoteza o simbiozi bakteriofaga u crijevima, regulirajući crijevna mikroflora. Postignite nešto imunološka reakcija moguće je samo uz dugotrajno unošenje velikih doza faga u organizam.

Ali na taj način možete postići alergije na gotovo sve tvari. Na kraju, vrlo je važno da su bakteriofagi jeftini. Razvoj i proizvodnja lijeka koji se sastoji od precizno odabranih bakteriofaga s potpuno dešifriranim genomima, uzgojenih prema suvremenim biotehnološkim standardima na određenim sojevima bakterija u kemijski čistim sredinama i visoko pročišćenih, višestruko je jeftiniji od modernih složenih antibiotika.

To omogućuje brzu prilagodbu fagnih terapijskih lijekova promjenjivim skupovima patogenih bakterija i upotrebu bakteriofaga u veterinarskoj medicini, gdje skupi lijekovi nisu ekonomski opravdani.

Na medicinskoj službi

Čini se sasvim logičnim vidjeti oživljavanje interesa za korištenje bakteriofaga – prirodnih neprijatelja bakterija – za liječenje infekcija. Dapače, tijekom desetljeća “ere antibiotika” bakteriofagi su aktivno služili znanosti, ali ne medicini, već temeljnoj molekularnoj biologiji. Dovoljno je spomenuti dekodiranje "trojki" genetski kod i proces rekombinacije DNA. Sada se dovoljno zna o bakteriofagima da bi se omogućio odabir faga prikladnih za terapeutske svrhe.

Bakteriofagi imaju mnoge prednosti kao potencijalni lijekovi. Prije svega, ima ih bezbroj. Iako je promjena genetskog aparata bakteriofaga također mnogo lakša nego kod bakterije, a još više u viši organizmi, To je nepotrebno. U prirodi se uvijek može pronaći nešto prikladno. Riječ je o nego se radi o selekciji, konsolidaciji traženih svojstava i razmnožavanju potrebnih bakteriofaga.

To se može usporediti s uzgojem pasmina pasa - zaprežni psi, psi čuvari, lovački psi, goniči, borbeni psi, ukrasni psi... Svi oni ostaju psi, ali optimizirani za određenu vrstu djelovanja, potrebna osobi. Drugo, bakteriofagi su strogo specifični, odnosno uništavaju samo određenu vrstu mikroba, ne inhibirajući normalnu ljudsku mikrofloru.

Treće, kada bakteriofag pronađe bakteriju koju mora uništiti, on je u procesu životni ciklus počinje se množiti. Dakle, pitanje doziranja postaje manje akutno. Četvrto, bakteriofagi ne uzrokuju nuspojave. Svi slučajevi alergijske reakcije kada su se koristili terapeutski bakteriofagi, bili su uzrokovani ili nečistoćama od kojih lijek nije bio dovoljno pročišćen, ili toksinima koji su se oslobodili tijekom masovne smrti bakterija. Potonji fenomen, "Herxheimerov efekt", često se opaža kod upotrebe antibiotika.

Dvije strane medalje

Nažalost, medicinski bakteriofagi imaju i mnoge nedostatke. Najviše glavni problem proizlazi iz prednosti visoke specifičnosti faga. Svaki bakteriofag inficira strogo određenu vrstu bakterije, čak ne taksonomsku vrstu, već više užih varijanti, sojeva. Relativno govoreći, kao da pas čuvar počela je lajati samo na dva metra visoke nasilnike odjevene u crne balonere, a nije nikako reagirala na tinejdžera u kratkim hlačama koji se penjao u kuću.

Stoga nije neuobičajeno da trenutni pripravci faga ne uspiju učinkovita primjena. Lijek napravljen protiv određenog skupa sojeva i savršeno ljekovit streptokokna upala grla u Smolensku, može biti nemoćan protiv svih znakova iste upale grla u Kemerovu. Bolest je ista, uzrokuje je isti mikrob, a u njemu se nalaze sojevi streptokoka različitim regijama ispasti drugačiji.

Za najučinkovitiju upotrebu bakteriofaga potrebno je točna dijagnoza patogeni mikrob, sve do soja. Sada najčešća dijagnostička metoda, kultura kulture, oduzima puno vremena i ne daje potrebnu točnost. Brze metode- tipizacija pomoću lančane reakcije polimeraze ili masene spektrometrije - provode se sporo zbog skupoće opreme i većih zahtjeva za kvalifikacijama laboratorijskih tehničara. Idealno, izbor komponenata faga medicinski proizvod moglo protiv infekcije svakog pojedinog pacijenta, ali to je skupo i neprihvatljivo u praksi.

Još važan nedostatak fagi – njihova biološka priroda. Pored toga što bakteriofagi zahtijevaju posebni uvjeti skladištenja i transporta, ova metoda liječenja otvara prostor za mnoga nagađanja na temu “stranog DNK u čovjeku”. I premda je poznato da bakteriofag, u principu, ne može zaraziti ljudsku stanicu i u nju unijeti svoj DNK, javno mnijenje nije lako promijeniti.

Biološka priroda i prilično velika veličina, u usporedbi s niskomolekularnim lijekovima (isti antibiotici), dovodi do trećeg ograničenja - problema isporuke bakteriofaga u tijelo. Ako se razvije mikrobna infekcija gdje se bakteriofag može aplicirati izravno u obliku kapi, spreja ili klistira – na kožu, otvorene rane, opekline, sluznice nazofarinksa, ušiju, očiju, debelog crijeva - tada nema problema.

Ali ako se infekcija dogodi u unutarnjim organima, situacija je kompliciranija. Slučajevi uspješnog liječenja infekcija bubrega ili slezene konvencionalnim oralno poznati su pripravci bakteriofaga. Ali sam mehanizam prodiranja relativno velikih (100 nm) čestica faga iz želuca u krvotok i unutarnji organi je slabo proučen i uvelike varira od pacijenta do pacijenta. Bakteriofagi su također nemoćni protiv onih mikroba koji se razvijaju unutar stanica, na primjer, uzročnika tuberkuloze i lepre. Bakteriofag ne može prodrijeti kroz stijenku ljudske stanice.

Treba napomenuti da je kontrastna uporaba bakteriofaga i antibiotika u medicinske svrhe nemoj to učiniti. Kada djeluju zajedno, uočava se međusobno pojačanje antibakterijskog učinka. To omogućuje, na primjer, smanjenje doze antibiotika na vrijednosti koje ne uzrokuju značajne nuspojave. Sukladno tome, mehanizam za razvoj otpornosti na obje komponente kod bakterija kombinirana medicina skoro nemoguće.

Proširenje Arsenala antimikrobna sredstva daje više stupnjeva slobode u odabiru metoda liječenja. Stoga je znanstveno utemeljen razvoj koncepta korištenja bakteriofaga u antimikrobnoj terapiji obećavajući smjer. Bakteriofagi služe ne toliko kao alternativa, koliko kao dodatak i pojačanje u borbi protiv infekcija.