Медицина без правил

Андрей Степанов - врач, кмн


Previous Entry Share Next Entry
Терапия вирусами как альтернатива антибиотикам
glagolas
Опасность вирусов для человека общеизвестна. Но что если представить вирус, уничтожающий патогенные бактерии в нашем организме? Такие вирусы без опасений для здоровья можно было бы принимать в качестве лекарств. Парадокс в том, что такие вирусы давно существуют в природе и были открыты задолго до появления антибиотиков, но в качестве лекарств проиграли конкуренцию последним. Почему так сложилось и сможет ли терапия вирусами помочь человечеству пережить угрозу распространения патогенных бактерий устойчивых к антибиотикам?


История открытия невидимого агента

В 1897 году российский микробиолог Николай Гамалея впервые описал лизис бацилл сибирской язвы, который распространялся на здоровые колонии данных бактерий при внесении порции питательной среды из чашки с погибшей колонией. Исследователь отверг токсическую гипотезу в пользу инфекционной, так как разбавление порции не снижало ущерб для бактерий. Через 20 лет догадки Гамалея подтвердил француз Феликс Д`Эрель, который обнаружил, что лизис бактерий, вызывающих дизентерию, сопровождается накоплением невидимого лизирующего агента, в результате чего питательная среда становилась все более убийственной для новых порций бактерий. Не имея специального образования Д`Эрель сделал верный вывод о способности к размножению лизирующего агента внутри бактерий и дал ему имя - бактериофаг (пожирающий бактерии). Успешно вылечив бактериофагами нескольких пациентов от дизентерии, Д`Эрель спровоцировал настоящий бум "фаготерапии".


Бактериофаги проигрывают антибиотикам

Однако уже через несколько лет Александр Флеминг открыл пенициллин, который оказался проще в производстве, хранении и дешевле бактериофагов. Кроме того, бактериофаги строго видоспецифична в отношении бактерий, в то время как пенициллин демонстрировал эффективность против подавляющего большинства известных тогда патогенных бактерий. Таким образом, оказавшиеся более перспективными антибиотики отвлекли на себя внимание ученых и финансирование, что значительно замедлило исследования и внедрение в терапию бактериофагов. Однако, то что стало известно о бактериофагах к настоящему времени, позволяет надеется на матч-реванш в их конкуренции с антибиотиками, которые все чаще обвиняются в неэффективности против быстро мутирующих бактерий.

Фаги - совершенные вирусы

Сейчас известно, что бактериофаги (или просто фаги) являются самыми древними представителями домена Вирусы, а в определенном смысле - прототипами современных вирусов животных и человека. Фаги возникли и эволюционируют одновременно с одноклеточными, то есть задолго до появления более современных клеток, а стало быть задолго до современных вирусов.

Здесь следует напомнить читателю, что вирусы обходятся малым набором генов и без собственных аппаратов для питания, биосинтеза и размножения, используя соответствующие аппараты зараженных ими клеток. Грубо говоря, примитивность вирусов компенсируется развитостью зараженных клеток. Учитывая, что "домом" для фагов являются бактерии, которые устроены проще современных клеток многоклеточных организмов, фаги не "деградированы" настолько, насколько это характерно для вирусов человека и животных. Взглянув на схему ниже любой обыватель поймет насколько фаги более "продвинуты" относительно вирусов:



Фаги распознают бактерии по принципу "ключ в замок"

Фаг способен специфически распознавать и связывать молекулы расположенные на поверхности бактерии по принципу "ключ в замок". Как правило данные молекулы неизменны в результате мутации генов, так как необходимы для жизнедеятельности бактерии. Например, на поверхности некоторых патогенных бактерий есть молекулы адгезии (прилипания) к нашим клеткам дыхательных путей - именно такие инвариантные молекулы на мембраннах бактерий фаги выбрали для их распознавания и связывания в ходе эволюции. Если у бактерии изменится структура данной молекулы, то снизится ее патогенность. Вот как выглядит бактерия, атакованная бактериофагами:


Итак, принцип "ключ в замок" определяет видоспецифичность фагов к конкретному виду бактерии, а инвариантость молекул для связывания снижает вероятность развития резистентности - то и другое выгодно отличает их от антибиотиков.

Фаги убивают сообща

После заражения бактерии фаг выбирает одну из двух стратегий размножения. Одна из них направлена на размножение внутри бактерии и ее гибель с высвобождением копий фага (литический цикл), другая стратегия предполагает встраивание генома фага в геном бактерии, которые в результате деления материнской клетки удваиваются и передаются дочерним (лизогенный цикл). Вот как это выглядит схематично:
119577_800.jpg

Было обнаружено, что литический цикл фаги выбирают, когда бактерий много, а лизогенный - когда мало. Таким образом, в отличие от вирусов животных и человека, которые в некоторых случаях способны полностью уничтожить своего многоклеточного хозяина, бактериофаги отказывают себе в безудержном размножении с целью сохранения колонии бактерий. После восстановления колонии, фаги вновь переключаются на литический цикл.
Вирусологи долго не могли понять - как фаги координируют синхронное переключение на лизогению и обратно? В 2016 году был обнаружен закодированный в геноме фага протеин, концентрация которого возрастает при критическом уменьшении числа бактерий. Исследователи в своей
статье в журнале Nature предполагают, что данный протеин служит арбитром, переключающим размножение фагов на лизогенный цикл с целью сохранения колонии бактерий.

Бактериофаги в качестве лекарств

Но какой прок от бактериофагов в качестве лекарства, если они не способны уничтожить все бактерии? Возможно, как раз по этой причине 100 лет назад бактериофаги не показали нужную врачам эффективность и проиграли конкуренцию антибиотикам. Сегодня возможности генной инженерии позволяют модифицировать фаги. Из генома бактериофага можно просто вырезать ген протеина-арбитра, сделав из них неудержимых убийц патогенных бактерий.

С другой стороны значительная часть нормальной микрофлоры человека представлена условно-патогенными бактериями, которые в небольших количествах присутствуют у многих из нас без развития заболевания. Однако ослабление иммунитета может сопровождаться разрастанием их колонии с развитием острой инфекции. Полное их уничтожение не всегда целесообразно, так как освобожденная ниша может быть заселена более опасными бактериями. Разумнее лишь ограничивать разрастание колонии условно-патогенных бактерий заразив их бактериофагом, поведением которого можно управлять протеином-арбитром.

Итак, перечислим преимущества бактериофагов в сравнении с антибиотиками:

1. Бактериофаг видоспецифично заражает патогенную бактерию, а применение антибиотиков неизбежно наносит ущерб нормальной микрофлоре;
2. Активностью бактериофага можно управлять, нормализуя численность колонии условно-патогенных бактерий;
3. Бактериофаги безопасны для человека, так как не приспособлены к нашим клеткам, а антибиотики обладают токсичностью.
4. Бактерии не способны развить резистентность к фагам без снижения патогенности, а резистентность к антибиотикам развивается у бактерий одновременно с сохранением патогенности.

Заключение

Сейчас очевидно, что кризис резистентности патогенов к антибиотикам будет только усугубляться, обостряя потребность в разработке новых подходов в терапии бактериальных инфекций. История изучения фагов началась в России, и наша страна до сих пор является мировым лидером применения фаготерапии в практической медицине. Однако, в то время как наши НИИ и клиники до сих пор используют разработки почти 100-летней давности, в развитых странах активно работают с геномом бактериофагов для создания совершенных противобактериальных препаратов.

Если вам понравился данный пост, то рекомендую прочитать мою статью о еще одной альтернативе антибиотикам в борьбе с инфекциями ЛОР-органов. Чтобы не пропустить обновления - подписывайтесь на самый популярный блог о медицине! А если у вас нет аккаунта в ЖЖ, подписывайтесь на обновления в Фэйсбук, Вконтакте, Телеграм и Твиттер.


Поделитесь интересной информацией с друзьями в соцсетях:

Featured Posts from This Journal


опасная штука...

Опасная штука - суперинфекция, когда антибиотики не помогают. А для человека бактериофаги безобидны. Они не приспособлены к проникновению и инфицированию клеток животных и человека.

Вот спасибо - как раз очень хотелось почитать про бактериофаги. Понятно, доступно изложено. Благодарю!

Из содержания статьи получается.что у терапии с применением бактериофагов недостатков нет. Не в смысле пока ещё недостаточной эффективности или высокой стоимости,а смысле отсутствия противопоказаний и потенциальной опасности.Так бывает? Обычно в таких случаях оказывается,что чего не договаривают.

так бывает по началу.
потом оно мутирует и будет убивать того, кого нужно было лечить

прелесть какая.... красиво, страшно красиво

спасибо за интересную статью. как всегда очень занимательно и доходчиво! даже какие-то известные факты предстают в более полном и систематичном виде.

А можно поконкретнее, какие бактериофаги существуют от тонзиллита или цистита например?
Мне вообще порой хочется бежать, когда врачи по любому поводу назнчают антибиотики! Недавно после операции в малом тазу лежала с темп. 39, врач назначил авелокс на 5дней.
Через 2 недели сходила к урологу на плановую цистоскопию, диагностировал тригонит (хронический цистит по-другому). Прописал Зиннат на неделю. И уже после покупки таблеток я сообразила, что и первое и второе два антибиотика, которые и цистит атакуют, причем авелокс 4 поколения, зиннат - 2го. Еще бы знать какую смысловую нагрузку несут эти поколения...Так вот, бросила я зиннат. Пью морсы и травки бруснивер. Скажите, мож у меня суперинфекция? Что в таком случае надо делать, как выстроить коммуникацию с доктором, чтобы не заниматься самолечением?



Edited at 2017-10-12 10:13 am (UTC)

"А можно поконкретнее, какие бактериофаги существуют от тонзиллита или цистита например?"

Нужно делать бакпосев для определения вида патогена. Затем подбирать соответствующий бактериофаг. Перед назначением антибиотиков тоже желательно делать бакпосев с определением чувствительности патогена к антибиотику.

Edited at 2017-10-12 10:17 am (UTC)

про бактериофаги нам еще на микробиологии в 1999 году рассказывали.

Спасибо, очень интересно


Лечились бактериофагами - всё отлично.
Действительно работает.
Странно что врачи их почти не назначают, предпочитая выписывать одни антибиотики.. :(((

Дык проще бомбу бросить, чем по мишеням бить. И по фигу, что стена обвалилась, зато "чистенько".

Не договорили о том, что будет с бактериофагами, когда они уничтожат болезнетворные бактерии внутри живого организма?
За счет каких средств они будут дальше жить внутри человека или они впадают в спячку, если можно так выразиться, и ждут новых бактерий?

Вот кстати интересен вопрос, насколько токсичны бактериофаги просто как биологический агент, хоть и не заражающий клетки человека. Вот допустим они сожрали много бактерий и размножились в огромном количестве. Как мне кажется у отдельных людей вполне возможны аллергические реакции, как минимум. Или легкое отравление.


Спасибо за интересную и полезную статью. У подруги ребёнок мучается золотистым стафилококком с роддома, никак у них не получается вывести эту заразу из организма, уже и антибиотики пили они и пробиотиков кучу. Последнее время пили такой бактериофаг, но почему-то нужного эффекта он тоже не дал. Стафилококк на месте.


Значит, и антибиотик, и фаг были подобраны неверно, увы.

"Было обнаружено, что литический цикл фаги выбирают, когда бактерий много, а лизогенный - когда мало."

Фаги не выбирают." Выбирает "система фаг -бактерия.

Возле щуки есть одноименная улица и соответствующее заведение. Мемориальная доска пятью строчками об ученом. Красная кирпичная стена, напротив старые пятиэтажки, малолюдная чем-то унылая улица пару сотен метров .. неподалеку курчатовский( точно не помню) институт....
р.с. интересная статья, хотелось бы коменты цпециалистов

О побочных последствиях, незадекларированных возможностях, цене просто ошибкок, которые будут допускать вирусописатели - ни слова.

А какие ошибки в этой области вы предвидите? ))

Сейчас они безопасны, но : "Сегодня возможности генной инженерии позволяют модифицировать фаги."
Начало корпорации "Амбрелла"

Хотите безопасности - пейте гомеопатию! Правда к безопасности добавляется отсутствие эффективности ввиду отсутствия действующих веществ


?

Log in

No account? Create an account