TAM, GDZIE ZAWIODĄ ANTYBIOTYKI, PRZEWAŻAJĄ WIRUSY ZJADAJĄCE BAKTERIE

Bakterie oporne na antybiotyki mogą powodować infekcje, które są bardzo trudne do wyleczenia, a czasami mogą zagrażać życiu człowieka. Jednak nowe, kreatywne podejście może stanowić potężną broń przeciwko tym „superbakteriom”.

Bakteriofagi (przedstawione powyżej) to wirusy, które mogą infekować i niszczyć bakterie. Czy potrafią znaleźć odpowiedź na pytanie o oporność na antybiotyki?

Niedawna publikacja kilku raportów naukowych sugerujących, że wiele nici bakteryjnych rozwija oporność na antybiotyki, wskazuje na pojawienie się globalnego kryzysu.

Ponieważ coraz bardziej niebezpieczne bakterie przestają reagować na silne antybiotyki, naukowcy zaczęli szukać alternatywnych sposobów zwalczania tych „superbakterii”.

W ostatnich badaniach zbadano przydatność niektórych zaskakujących terapii przeciwko bakteriom opornym na antybiotyki, w tym przy użyciu określonej bakterii żyjącej w irlandzkiej glebie i eksperymentowaniu z nowymi kombinacjami leków.

Teraz naukowcy z University of Pittsburgh w Pensylwanii i Howard Hughes Medical Institute (HHMI) w Chevy Chase, MD, dostarczają dowodów na to, że inne podejście może zaoferować skuteczny sposób zwalczania niebezpiecznych infekcji bakteryjnych.

Prof. Graham Hatfull, który pracuje na Uniwersytecie w Pittsburghu i w HHMI, i jego zespół badali rodzaj biologicznego czynnika zakaźnego zwanego „bakteriofagami” lub po prostu „fagami”.

Bakteriofagi - nazwa, która dosłownie oznacza „zjadające bakterie” - to wirusy atakujące, zakażające i niszczące różne szczepy bakterii. Poprzednie badania, których współautorem był prof. Hatfull, sugerują, że na planecie znajduje się około 1031 cząstek bakteriofagów.

Jednak różne fagi atakują różne szczepy bakterii. Z tego powodu określenie, który agent pasuje do której bakterii może być trudnym zadaniem metodą prób i błędów.

Wskrzeszenie starego pomysłu

Stosowanie bakteriofagów do zwalczania infekcji, podejście zwane „terapią fagową”, nie jest bynajmniej nowym pomysłem. W rzeczywistości pojęcie to było na radarach naukowców od prawie 100 lat.

Brytyjscy, francuscy i rosyjscy naukowcy eksperymentowali z fagami w warunkach klinicznych już na początku XX wieku.

Jednak uczeni wyjaśniają, że początkowy entuzjazm dotyczący potencjału terapii fagowej przez wiele lat opadał. Po części było to spowodowane ograniczoną wiedzą i zasobami naukowymi dostępnymi wówczas dla naukowców.

Teraz jednak zainteresowanie badaniami nad fagami może powrócić z pełną mocą dzięki jednemu niedawnemu sukcesowi terapeutycznemu.

Prof. Hatfull i zespół wyjaśniają - w artykule badawczym, który ukazuje się w czasopiśmie Nature Medicine - że przy użyciu odpowiednio dobranych fagów byli w stanie wyleczyć ciężką infekcję doświadczoną przez 15-letniego pacjenta ze złożoną historią medyczną.

Pacjent cierpiał na mukowiscydozę, nieuleczalną chorobę genetyczną, która powoduje odkładanie się gęstego śluzu, zwłaszcza - choć nie tylko - w płucach. To z kolei prowadzi do podatności na infekcje.

W 2017 roku zgłosili się do Great Ormond Street Hospital (GOSH) w Londynie, w Wielkiej Brytanii, aby poddać się podwójnemu przeszczepowi płuc.

Jednak niedługo po zabiegu lekarze pacjenta zauważyli, że rana po operacji była zaczerwieniona i zaczerwieniona, miał infekcję wątroby, a na ciele uformowało się kilka guzków. Guzki te zawierały bakterie, które próbowały „wypłynąć” przez skórę.

Używanie wirusów do atakowania bakterii

Naukowcy współpracowali z lekarzami z GOSH w poszukiwaniu bakteriofagów, które atakowałyby określone szczepy bakteryjne zakażające wspomnianego 15-letniego pacjenta, a także inną młodą osobę z mukowiscydozą. Drugi pacjent również przeszedł podwójny przeszczep płuca i miał ciężką infekcję.

Badacze odpowiedzieli na apele lekarzy; dwaj młodzi pacjenci nie zareagowali na żaden z otrzymanych antybiotyków.

Naukowcy zauważają, że infekcje te nie były nowe; pacjenci po raz pierwszy rozwinęli je wiele lat wcześniej, ale utrzymywali je pod kontrolą aż do operacji, kiedy wybuchły niebezpiecznie.

„Te błędy nie reagowały na antybiotyki. To wysoce odporne na leki szczepy bakterii ”- mówi prof. Hatfull. Tak więc, wyjaśnia, naukowcy postanowili spróbować „[użyć] bakteriofagów jako antybiotyków - jako czegoś, co moglibyśmy użyć do zabicia bakterii wywołujących infekcję”.

Główne zainteresowania prof. Hatfull to badanie fagów i leczenie gruźlicy (TB), która jest infekcją bakteryjną, która osadza się głównie w płucach. Jego londyńscy koledzy skontaktowali się z nim, ponieważ tak się złożyło, że obaj ich młodzi pacjenci mieli infekcje wywołane przez szczepy Mycobacterium, które są również zaangażowane w gruźlicę.

Lekarze przesłali prof. Hatfullowi próbki szczepów bakterii odpowiedzialnych za infekcje pacjentów, aby on i jego współpracownicy mogli zidentyfikować, które fagi będą w stanie je zaatakować i zniszczyć.

W ciągu kilku miesięcy znaleźli zestaw fagów, który mógł odpowiadać bakteriom zakażającym jednego z pacjentów. Jednak to początkowe odkrycie nastąpiło za późno; pacjent zmarł wcześniej w tym samym miesiącu.

'Niezbadane terytorium'

Jeśli chodzi o identyfikację fagów, które mogą pomóc 15-letniemu pacjentowi, poszukiwania nie przebiegały tak sprawnie. Na początek zespół znalazł trzy potencjalnie przydatne bakteriofagi. Okazało się jednak, że tylko jeden był skuteczny w zakażaniu docelowych bakterii.

Rozwiązanie, które następnie wymyślili prof. Hatfull i zespół, polegało na zmodyfikowaniu genomów dwóch mniej skutecznych fagów, aby uczynić je w pełni skutecznymi przeciwko bakteriom, które musiały zaatakować.

Po zidentyfikowaniu mieszanki, która była zarówno skuteczna, jak i bezpieczna, skontaktowali się z lekarzami, którzy następnie podawali ją pacjentowi dwa razy dziennie. Każda dawka zawierała miliard cząstek fagów.

Po 6 tygodniach tego innowacyjnego leczenia lekarze zauważyli, że infekcja wątroby u pacjenta prawie zniknęła. Obecnie lekarze podają, że pozostało tylko kilka charakterystycznych guzków.

Prof. Hatfull i jego zespół są szczególnie zadowoleni z faktu, że bakterie, do których były skierowane, nie rozwinęły dotychczas odporności na fagi, których naukowcy używali do ich atakowania. Oznacza to, że może to być podejście, które lekarze mogliby nadal stosować w leczeniu ciężkich, opornych infekcji.

Niemniej jednak naukowcy zauważają, że określenie właściwej mieszanki fagów do leczenia poszczególnych infekcji bakteryjnych pozostaje wyzwaniem. Wiele pozostaje do zrobienia w zakresie znalezienia najlepszych terapii fagowych.