Проблемы с прохождением ФАГ

Применение бактериофагов в медицине

Способность фагов к внесению в клетку определенного количества генетического материала, упакованного в капсид, широко эксплуатируется в генной инженерии: их часто используют в качестве векторов различного назначения.

Например, для создания библиотек генов нередко конструируют векторы на основе бактериофага λ, содержащего двухцепочечную ДНК. Левое и правое плечи ДНК фага содержат гены, необходимые для литического цикла, а среднюю — несущественную для размножения — часть молекулы можно заменять крупным (примерно до 24 т.п.н.

) фрагментом чужеродной ДНК, включая эукариотическую. Такую рекомбинантную ДНК упаковывают в вирионы и заражают ими подходящую культуру бактерий, которая затем многократно воспроизводит фаговую ДНК с интересующими человека фрагментами.

Из-за высокой специфичности многие фаги служат диагностическими инструментами для идентификации бактериальных культур в медицинской, ветеринарной, технической микробиологии и фитопатологии. Метод фаготипирования, основанный на исключительной специфичности определенных фаговых штаммов, позволил распределить на фаготипы ряд штаммов бактерий, неотличимых друг от друга по другим признакам.

Фаготипирование с успехом применяют для идентификации типов кишечной палочки, сальмонелл (включая возбудителя брюшного тифа), стафилококков и др. Этот метод дает эпидемиологам возможность отследить цепочку случаев заболевания и определить источник инфекции.

Бактериофаги прекрасно подходят для быстрого обнаружения небольших количеств патогенных бактерий во внешней среде: появляются и множатся хозяева — нарастает титр специфического бактериофага. Определение колифагов стало одним из ключевых мероприятий в санитарном контроле вод, поскольку позволяет выявить фекальное загрязнение даже при малом количестве кишечной палочки, не определяемом бактериологическими методами.

Фаги применяются и в борьбе с бактериальными вредителями различных технических брожений, и в производстве ферментов с помощью бактериальных культур. В то же время, заражая промышленные культуры, бактериофаг вредит «полезным» производственным штаммам (вакцинным, продуцентам антибиотиков, возбудителям молочнокислого, ацетонобутилового и некоторых других брожений), чем вызывает серьезные нарушения технологического процесса.

Первый отчет об успешной фаготерапии был опубликован в 1921 году фламандцами Р. Бранохе и Ж. Майсином, которые использовали бактериофаг для лечения кожной стафилококковой инфекции [33].

Как уже было упомянуто, западная медицина c середины ХХ века практически отказалась от использования бактериофагов в терапевтических целях [5], однако в СССР фаги довольно широко применялись. Одним из самых, пожалуй, масштабных примеров практического применения фагов является использование комплексного препарата бактериофагов в Сталинграде во время Великой Отечественной войны. З.В.

Ермольева во время работы в Ташкентском институте вакцин и сывороток разработала препарат, содержащий 19 видов бактериофагов, в том числе холерный, брюшнотифозный и дифтерийный. Во время Сталинградской битвы в связи с угрозой эпидемии холеры было налажено производство холерного фага в самом Сталинграде, и препарат ежедневно принимали около 50 тысяч человек [34].

На данный момент в РФ зарегистрировано и производится 13 фаговых препаратов (табл. 2).

Таблица 2. Препараты бактериофагов, выпускаемые в РФ.Таблица составлена на основе информации с сайта производителя.
Препарат Применение* Состав
Секстафаг®, пиобактериофаг поливалентный жидкий Для лечения и профилактики заболеваний, вызванных стафилококками, стрептококками, протеями, клебсиеллами, синегнойной и кишечной палочками Стерильный фильтрат фаголизатов бактерий Staphylococcus, Streptococcus, Proteus (P. vulgaris, P. mirabilis), Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, энтеропатогенных Escherichia coli
Интести-бактериофаг Для лечения и профилактики заболеваний, вызванных стафилококками, стрептококками, протеями, клебсиеллами, синегнойной и кишечной палочками Смесь стерильных фильтратов фаголизатов Shigella flexneri (сероваров 1, 2, 3, 4, 6), Shigella sonnei, Salmonella enterica (сероваров Paratyphi A, Paratyphi B, Typhimurium, Infantis, Choleraesuis, Oranienburg, Enteritidis), энтеропатогенных Escherichia coli (серогрупп, наиболее значимых в этиологии кишечных инфекций), Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Enterococcus, Staphylococcus, Pseudomonas aeruginosa
Пиобактериофаг поливалентный очищенный Для лечения и профилактики различных форм гнойно-воспалительных заболеваний и инфекций ЖКТ Стерильный фильтрат фаголизатов Staphylococcus, Streptococcus, Proteus mirabilis, Proteus vulgaris, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae
Пиобактериофаг комплексный жидкий Для лечения гнойно-воспалительных заболеваний, обработки операционных и свежеинфицированных ран Смесь стерильных фильтратов фаголизатов Staphylococcus, Streptococcus, Enterococcus, Proteus (P. vulgaris, P. mirabilis), Pseudomonas aeruginosa, энтеропатогенных Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca
Бактериофаг стрептококковый Для лече­ния и профилактики заболеваний, вызванных стрептококками Стерильные фаголизаты Streptococcus spp.
Бактериофаг дизентерийный Для лечения и профилактики дизентерии Смесь стерильных фильтратов фаголизатов Shigella flexneri (сероваров 1, 2, 3, 4, 6) и Shigella sonnei
Бактериофаг стафилококковый Для лечения и профилактики гнойно-воспалительных и кишечных заболеваний, вызванных стафилококками Стерильные фаголизаты Staphylococcus spp.
Бактериофаг псевдомонас аеругиноза (синегнойный) Для лечения и профилактики заболеваний, вызванных синегнойной палочкой Стерильные фаголизаты Pseudomonas aeruginosa
Бактериофаг сальмонеллезный групп A,B,C,D,E Для лечения заболеваний, вызванных сальмонеллами Стерильный фильтрат фаголизатов наиболее распространенных сероваров Salmonella enterica (Paratyphi А и В, Typhimurium, Choleraesuis, Infantis, Oranienburg, Enteritidis)
Бактериофаг клебсиелл поливалентный очищенный Для лечения и профилактики заболеваний, вызванных клебсиеллами Стерильная смесь очищенных фильтратов фаголизатов Klebsiella (K. pneumoniae, K. ozaenae, K. rhinoscleromatis)
Бактериофаг коли Для лечения и профилактики заболеваний, вызванных кишечной палочкой Стерильный фильтрат фаголизатов патогенных штаммов Escherichia coli
Бактериофаг протейный жидкий Для лечения и профилактики гнойно-воспалительных и кишечных заболеваний, вызванных протеями Стерильный фильтрат фаголизатов Proteus vulgaris и Proteus mirabilis
Бактериофаг колипротейный Для лечения и профилактики гнойно-воспалительных и кишечных заболеваний Смесь стерильных фильтратов фаголизатов Proteus vulgaris, Proteus mirabilis и энтеропатогенных серогрупп Escherichia coli
* Производитель предупреждает, что препараты должны применяться после оценки чувствительности возбудителей болезни к фагам, что означает еще и необходимость идентификации бактерии-возбудителя. Кроме того, в случае тяжелых инфекций фаготерапия допустима только как часть комплексного лечения
Предлагаем ознакомиться:  Слабость нижнего века после операции

Отдельно стоит осветить вопрос применения фаготерапии в странах Запада. Как известно, после открытия антибиотиков работы, связанные с медицинским применением фагов, там были полностью свернуты. Однако в последние годы в связи с тревожной динамикой распространения внутрибольничных инфекций, резистентных к большинству известных антибиотиков, многие биотехнологические компании сделали резкий поворот к изучению возможности создания лекарств на основе бактериофагов.

Однако, несмотря на существенные технологические преимущества, для создания эффективных препаратов необходима коллекция бактериофагов, действующих на клинически значимые штаммы возбудителей, и соответствующий опыт их клинического применения, чем эти компании пока не обладают.

В начале 2000-х Гленн Моррис, сотрудник Мэрилендского университета, совместно с НИИ бактериофагов, микробиологии и вирусологии в Тбилиси начал испытания фаговых препаратов для получения лицензии на их применение в США.

В итоге в 2006 году использование бактериофагов в США было одобрено — в качестве пищевой антилистерийной добавки (спрей для обработки мяса), а вице-президент США Альберт Гор назвал их «новым оружием для борьбы с болезнетворными бактериями».

В некоторых штатах фаготерапию разрешено применять натуропатам или же в качестве дополнительного метода в комплексном лечении, например, ран [35], [36]. В настоящее время на Западе проходят доклинические испытания ряда препаратов природных и генетически модифицированных штаммов бактериофагов, активных в отношении таких коварных бактерий, как Clostridium difficile и Pseudomonas aeruginosa, правда, выход препаратов в продажу планируется только к 2023 году [37]. Есть информация и о прохождении клинических испытаний фаговых препаратов [38].

С терапевтической целью бактериофаги применяют, например, в России, Грузии и Польше, причем самыми разными способами. Для коррекции кишечных дисбиозов жидкие препараты применяют внутрь или per rectum при помощи клизмы.

Таблетированные формы принимают внутрь, возможно использование бактериофагов и в составе ректальных свечей. При кожных и раневых инфекциях их применяют в виде примочек на очаги поражения. При фарингитах, ларингитах и тонзиллитах препараты используют для орошения или полосканий, при отитах — закапывают в уши.

Для лечения абсцессов в их полость вводят ватный шарик, пропитанный препаратом. Больным, страдающим хроническими остеомиелитами, препарат вводят непосредственно в пораженный участок кости. Также препараты можно вносить в брюшную, плевральную и суставные полости, а также применять в форме аэрозолей при поражениях легких.

При инфекциях мочевыводящих путей бактериофаги вливают непосредственно в пораженный орган с помощью зонда. При гинекологических заболеваниях препарат вливают в матку либо применяют влагалищные тампоны, пропитанные фаговым раствором.

Предлагаем ознакомиться:  Близорукость и дальнозоркость одновременно, может ли такое быть, как называется, очки и линзы для коррекции зрения

Проблема с антибиотиками

Вторую половину ХХ века в медицине можно назвать «эрой антибиотиков». Однако еще первооткрыватель пенициллина Александр Флеминг в своей нобелевской лекции предупреждал, что устойчивость микробов к пенициллину возникает довольно быстро.

До поры до времени антибиотикоустойчивость компенсировалась разработкой новых типов противомикробных лекарств. Но с 1990-х годов стало ясно, что человечество проигрывает «гонку вооружений» против микробов.

Виновато прежде всего бесконтрольное применение антибиотиков не только в лечебных, но и в профилактических целях, причем не только в медицине, но и в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и быту.

В результате устойчивость к этим препаратам начала вырабатываться не только у болезнетворных бактерий, но и у самых обычных микроорганизмов, живущих в почве и воде, делая из них «условных патогенов».

#

Такие бактерии комфортно существуют в медицинских учреждениях, заселяя сантехнику, мебель, медицинскую аппаратуру, порой даже дезинфицирующие растворы. У людей с ослабленным иммунитетом, каких в больницах большинство, они вызывают тяжелейшие осложнения.

Бактериофаг — не живое существо, а молекулярный наномеханизм, созданный природой. Хвост бактериофага — это шприц, который протыкает стенку бактерии и впрыскивает вирусную ДНК, которая хранится в головке (капсиде) внутрь клетки.

Неудивительно, что медицинское сообщество бьет тревогу. В прошедшем, 2012 году гендиректор ВОЗ Маргарет Чен выступила с заявлением, предсказывающим конец эры антибиотиков и беззащитность человечества перед инфекционными заболеваниями.

Впрочем, практические возможности комбинаторной химии — основы фармакологической науки — далеко не исчерпаны. Другое дело, что разработка противомикробных средств — очень дорогой процесс, не приносящий таких прибылей, как многие другие лекарства.

Строение и классификация

На протяжении почти 70 лет бактериофаги, как и другие вирусы, были для биологов такими же невидимыми, как атомы для физиков, в силу их субмикроскопических размеров. И только в 1942 году, с помощью недавно изобретенного (М. Кнолль, Э.

Руска, 1931 г.) электронного микроскопа, будущий нобелевский лауреат С. Лурия (Колумбийский университет) и Т. Андерсон (RCA-лаборатория, Камден, Нью-Джерси) получили первые фотографии бактериофага Т2, или «анти-коли РС», как его называли Лурия и Андерсон (рис. 1).

Бактериофаг Т2

Рисунок 1. Изображения бактериофага Т2, полученные С. Лурия и Т. Андерсоном с помощью просвечивающего электронного микроскопа:а — первая в мире фотография бактериофага (2 марта 1942 г.); б — бактериофаг Т2 в культуре Escherichia coli (2 марта 1942 г.); в — Т2 «крупным планом» (29 марта 1962 г.).

[42] (фото а и б)

Фаготерапия: сквозь тернии

«Хвостатые» бактериофаги, нападающие на бактерию Pseudomonas aeruginosa (синегнойную палочку) (а) и бактериофаги, инфицирующие бактерии Proteus mirabilis (б), вызывающие заболевания мочеполовых органов, в том числе простатит, цистит и пиелонефрит. Электронная микроскопия. Фото Е. И. Рябчикова

Открытие вирусов, убивающих бактерии, дало начало новому способу контроля за численностью бактерий. Самое очевидное приложение – фаготерапия, применение бактериофагов для лечения бактериальных инфекций человека.

В медицинских целях бактериофаги были впервые применены в 1915 г., когда один из их первооткрывателей, Ф. д’Эрель, использовал такой препарат для лечения дизентерии у детей. Однако дальнейшая история развития фаговой терапии была непростой.

Предлагаем ознакомиться:  Периферическая дистрофия сетчатки глаза, ПХРД

Дело в том, что предложения д’Эреля намного опередили свое время, и долгие годы ему пришлось бороться за признание своего открытия. В том числе со знаменитыми французскими коллегами, которые не признавали точку зрения д’Эреля на природу этих бактерицидных агентов, считая их ферментами.

В 1934 г. он приехал в Грузию, в Тбилиси, где к тому времени сложились уникальные возможности для развития фаговой терапии. Еще с 1918 г. там существовала лаборатория (впоследствии − институт) микробиологии, руководитель которой, Г.

Так у Элиавы родилась мечта создать в Тбилиси мировой центр исследования бактериофагов. Эта идея заинтересовала И. В. Сталина, и в 1930 г. было построено и оснащено здание будущего Института бактериофагов, микробиологии и вирусологии, который сейчас носит имя его основателя.

Однако далее события развивались по сценарию, характерному для СССР тех лет: в 1937 г. Элиава вместе с женой был арестован и расстрелян как «враг народа», а д’Эрель вернулся в Париж. Однако сам институт не погиб и продолжал успешно функционировать.

Загрузка ...
Adblock detector