- Фагите са малки вируси, които поглъщат бактерии, но щадят полезните
- За да се спасят човешки животи, Лабораторията за микробни взаимодействия към Университета на Саутхемптън стартира иновативен проект за събирането им
Представете си, че годината е 2050-а и медицината претърпява драматична, дори иронична трансформация. Човечеството е постигнало огромен напредък в борбата с рака - болест, която някога беше равнозначна на смъртна присъда, вече е станала управляемо състояние. Победихме “императора на всички болести”, както го нарича онкологът Сидхарта Мукерджи, но това ни направи уязвими пред баналните бактериални инфекции.
Предвижда се хората да получават скъпи персонализирани терапии и успешно да побеждават злокачествени тумори само за да загинат от стрептокок в гърлото. Докато инвестираме милиарди в изследвания за рак и автоимунни заболявания, почти не обръщаме внимание на антибиотиците. Фармацевтичните компании просто не печелят достатъчно от тях и съответно изследванията в тази област изостават драстично.
И така - в близкото бъдеще може и да разполагаме с най-модерните лечения за сложни заболявания, но да сме безсилни пред микроби, с които нашите прабаби са се справяли. Основната опасност за човечеството, истинският черен лебед са инфекциите - старите опортюнистични бактериални инфекции, които са станали резистентни на антибиотично лечение. Те се развиват и се превръщат в “супербактерии” и опасността идва от това колко често се срещат. Световната здравна организация направи ужасяващата прогноза, че
10 млн. души ще умират всяка година до 2050 г. поради антимикробна резистентност
Ами ако ви кажа, че природата има силен бактериален хищник, който е съществувал много преди антибиотиците? Това са малки вируси, наименувани бактериофаги (от гръцки - phagein), което означава “поглъщам”, или просто бактериоядци. Те съществуват навсякъде около нас и са най-концентрирани около бактериите, тъй като това е единственият гостоприемник, в който се репликират тези вируси. Те не биха заразили човешките клетки по начина, по който си представяте, че го прави вирусът SARS-CoV-2 или HIV.
Фагите са силно специфични и за разлика от добре познатите антибиотици не са широкоспектърни, което означава, че могат да щадят например полезните бактерии в червата. Процесът на използване на фагите за терапевтични цели започва с изолирането на фагите от околната среда - почва, вода, дори канализация - тъй като те се намират навсякъде, където живеят бактерии. Следващите стъпки включват пречистване и характеризиране на тези фаги, за да се гарантира, че са безопасни и ефективни срещу специфични бактериални щамове. Напредъкът в генното инженерство и биотехнологиите допълнително подобрява този процес, позволявайки на
учените да модифицират фагите, за да подобрят тяхната ефикасност,
да разширят обхвата на гостоприемниците си и да избегнат защитните механизми на бактериите.
Фагите са най-изобилното образувание на нашата планета и тяхното разнообразие е по-голямо от броя на звездите в Космоса. И все пак ние едва сме започнали да изследваме техния потенциал и сила. Нови форми на бактерии, вируси, гъбички и паразити ще се появяват винаги поради еволюционната надпревара в природата. “Сега разработваме лекарства, които се развиват толкова бързо, колкото и болестите, с които се борят”, казва Антъни Маресо, съосновател на PHIOGEN, биотехнологична компания, която мобилизира силата на бактериофагите при лечение на бактериални инфекции.
Въпреки това, когато лекарите представят пациент с резистентни бактерии, учените обикновено се нуждаят от няколко месеца, за да намерят подходящите фаги. Идеята за съществуващо систематично, щателно организирано събиране на фаги, за да се гарантира, че лекарите могат незабавно да получат правилните фаги, когато е необходимо, е това, към което всички трябва да се стремим. Фагите може да не са достатъчни винаги да изчистят инфекцията сами по себе си, но те имат способността да дадат нов живот на антибиотиците и да ги направят отново мощни, когато се използват в комбинация. Тъй като бактериите използват различни механизми, за да избягат от атаката на антибиотици и атаки на бактериофаги, използването им заедно е като
засада на бактериите от две места, което ги прави по-уязвими
Има вдъхновяващ случай от болницата “Еразъм” в Брюксел, където лекари успешно лекуват жена с рани, заразени с резистентния микроб Klebsiella pneumoniae, който причинява пневмония и много инфекции, придобити в болница. Въпреки всички усилия инфекцията не се повлиява от никакви антибиотици и младата жена е в болница повече от 700 дни с незаздравяваща рана. Лекарите изпратили микробни проби на грузински учени, които открили специален щам на вируса бактериофаг M1, който силно атакувал клетките на този вариант на Klebsiella pneumoniae. Учените го инжектирали в раната на пациента в комбинация с четири различни антибиотика. В рамките на две седмици бактериалната инфекция започва постепенно да изчезва и както се съобщава в Nature Communications, младата жена вече е здрава и напълно възстановена (Eskenazi et al., 2022).
Друг случай по време на ваканция в Египет е, когато Том Патерсън първоначално повярвал, че страда от хранително отравяне, когато започнал да повръща. Оказва се обаче, че той всъщност е заразен със супербактерия, устойчива на антибиотици. Съпругата му Стефани, епидемиолог по инфекциозни заболявания, отказва да остави съпруга си да умре и се обръща към PubMed - търсачката на Националната медицинска библиотека в САЩ, надявайки се да намери алтернативно лечение за смъртоносните бактерии. Така тя разбира за терапията с бактериофаги и се свързва с изследователи в Северна Америка с молба за помощ. Тексаският университет A&M се обръща към специалисти по фаги в световен мащаб с молба да изпратят фаги за тестване срещу бактерията на Том. В рамките на три седмици те успяват да намерят най-подходящия фагов коктейл, като в този момент Том вече е на животоподдържащи апарати.
Коктейлът е въведен венозно и само за 3 дни той излиза от комата
“Аз съм изследовател на ХИВ в моя професионален живот и никога не бях очаквал да кажа, че вирусите са станали най-добрите ни съюзници срещу бактериите. Знам, че моят опит е придвижил полето напред и знам, че ако успея да спася поне един живот благодарение на моя опит, всичко си е струвало", казва Том Патерсън, след като се възстановява от смъртоносните бактерии благодарение на терапия с фаги (Strathdee, Patterson and Barker, 2019).
Широко разгласеният случай на Патерсън предизвика голям интерес и през последните години има нарастващ брой доклади за случаи в САЩ и Западна Европа, при които е използвана фаготерапия. Успешните резултати от лечението показват на практика, че бактериофагите могат да се използват за борба с резистентни инфекции и повишаване на ефективността на антибиотиците.
Ако гореспоменатото събиране на фаги стане реалност, може да се направи система, в която проба от пациент се секвенира с помощта на изкуствен интелект, който моментално определя кои фаги или фагово-антибиотични комбинации ще бъдат най-ефективни, но за целта трябва да се създаде биологична банка с много видове изолирани и тествани терапевтични бактериофаги. Чрез напредване на изследванията в терапията с фаги ще имаме шанса да се борим с непрекъснато развиващия се пейзаж на бактериални инфекции, когато невидимата заплаха стане видима. С тази цел Лабораторията за микробни взаимодействия към Университета на Саутхемптън стартира инициативата за събиране на фаги - иновативен проект, който приканва всеки да участва в борбата срещу антимикробната резистентност. Достатъчно е да изпратите проба от воден източник - река, езеро, дори локва. Лабораторията ще анализира пробите, ще изолира фагите и ще ги включи в колекция, която в бъдеще може да спасява животи. Ако имате възможност да вземете проба от воден източник - река, езеро, кладенец, чешма или канал, можете да станете част от тази инициатива. Всяка проба може да се окаже безценна и всеки може да допринесе за спасяването на човешки животи - днес, утре, някъде по света.
Повече информация за проекта ще откриете на: https://www.phage-collection.org/
Ако имате въпроси или желаете съдействие, можете да се свържете и с мен на: [email protected]
