Там, где антибиотики не действуют, могут преобладать вирусы, поедающие бактерии
Устойчивые к антибиотикам бактерии могут вызывать инфекции, которые очень трудно вылечить, и иногда они могут подвергнуть жизнь человека опасности. Однако новый творческий подход может стать мощным оружием против этих «супербактерий».
Недавняя публикация нескольких научных отчетов, предполагающих, что многие бактериальные цепи развивают устойчивость к антибиотикам, указывает на возникновение глобального кризиса.
Поскольку все больше и больше опасных бактерий перестают реагировать на сильные антибиотики, исследователи начали искать альтернативные средства борьбы с этими «супербактериями».
Недавние исследования изучали эффективность некоторых неожиданных методов лечения устойчивых к антибиотикам бактерий, в том числе с использованием конкретных бактерий, обитающих в ирландской почве, и экспериментов с новыми комбинациями лекарств.
Теперь исследователи из Университета Питтсбурга в Пенсильвании и Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI) в Чеви Чейз, штат Мэриленд, предоставляют доказательства того, что другой подход может предложить эффективный способ борьбы с опасными бактериальными инфекциями.
Профессор Грэм Хатфулл, который работает в Университете Питтсбурга и в HHMI, и его команда изучали тип биологического инфекционного агента, называемого «бактериофагами» или просто «фагами».
Бактериофаги - это название буквально означает «поедающие бактерии» - это вирусы, которые поражают, заражают и уничтожают различные штаммы бактерий. Предыдущее исследование, проведенное в соавторстве с профессором Хатфуллом, предполагает, что на планете находится около 1031 частицы бактериофага.
Однако разные фаги нацелены на разные бактериальные штаммы. По этой причине определение того, какой агент соответствует какой бактерии, может быть сложной задачей методом проб и ошибок.
Возрождение старой идеи
Использование бактериофагов для борьбы с инфекциями, подход, называемый «фаговой терапией», отнюдь не является новой идеей. Фактически, это понятие было в поле зрения исследователей почти 100 лет.
Британские, французские и российские ученые уже экспериментировали с фагами в клинических условиях в начале 20 века.
Однако ученые объясняют, что первоначальный энтузиазм по поводу потенциала фаговой терапии в течение многих лет утих. Частично это было связано с ограниченными знаниями и научными ресурсами, доступными исследователям в то время.
Однако теперь интерес к исследованиям фагов может возродиться в полную силу благодаря недавнему терапевтическому успеху.
Профессор Хатфулл и его команда объясняют - в исследовательской статье, которая публикуется в журнале Природа Медицина - что, используя тщательно отобранные фаги, они смогли вылечить тяжелую инфекцию, перенесенную 15-летним пациентом со сложной историей болезни.
У пациента был муковисцидоз, неизлечимое генетическое заболевание, которое вызывает скопление густой слизи, особенно - хотя и не только - в легких. Это, в свою очередь, приводит к восприимчивости к инфекциям.
В 2017 году они обратились в госпиталь Грейт-Ормонд-стрит (GOSH) в Лондоне, Великобритания, для проведения двойной трансплантации легких.
Однако вскоре после процедуры врачи заметили, что операционная рана выглядела красной и сырой, что у них была инфекция печени и что на их теле образовалось несколько узелков. Эти узелки содержали бактерии, которые пытались «всплыть» через кожу.
Использование вирусов для атаки бактерий
Ученые сотрудничали с врачами GOSH в поисках бактериофагов, которые могли бы атаковать определенные бактериальные штаммы, заражающие 15-летнего пациента, о котором идет речь, а также еще одного молодого человека с муковисцидозом. Другой пациент перенес двойную трансплантацию легких и перенес тяжелую инфекцию.
Исследователи ответили на обращения врачей; двое молодых пациентов не ответили ни на один из принимаемых ими антибиотиков.
Исследователи отмечают, что эти инфекции не были новыми; пациенты впервые развили их много лет назад, но держали их под контролем до операций, когда они начали опасно вспыхивать.
«Эти насекомые не реагировали на антибиотики. Это штаммы бактерий с высокой лекарственной устойчивостью, - говорит профессор Хатфулл. Поэтому, объясняет он, ученые решили попробовать «[использовать] бактериофаги в качестве антибиотиков - как то, что мы могли бы использовать для уничтожения бактерий, вызывающих инфекцию».
Основные интересы профессора Хатфулла - изучение фагов и лечение туберкулеза (ТБ), бактериальной инфекции, которая в основном оседает в легких. Его лондонские коллеги связались с ними, потому что, как оказалось, у обоих их молодых пациентов были инфекции, вызванные штаммами Mycobacterium, которые также вызывают туберкулез.
Врачи отправили профессору Хатфуллу образцы бактериальных штаммов, вызывающих инфекции у пациентов, чтобы он и его сотрудники могли определить, какие фаги могут атаковать и уничтожить их.
В течение нескольких месяцев они нашли набор фагов, который мог соответствовать бактериям, заражающим одного из пациентов. Однако это первоначальное открытие было сделано слишком поздно; пациент умер ранее в том же месяце.
'Неизученная территория'
Когда дело дошло до идентификации фагов, которые могут помочь 15-летнему пациенту, поиск был не таким гладким. Для начала команда обнаружила три потенциально полезных бактериофага. Однако оказалось, что только один оказался эффективным для заражения целевых бактерий.
Решение, которое затем придумали профессор Хэтфулл и его команда, состояло в том, чтобы модифицировать геномы двух менее эффективных фагов, чтобы сделать их полностью эффективными против бактерий, которые им нужно было атаковать.
Как только они определили смесь, которая была одновременно эффективной и безопасной, они связались с врачами, которые затем вводили ее пациенту два раза в день. Каждая доза содержала миллиард фаговых частиц.
После 6 недель этого новаторского лечения врачи увидели, что инфекция печени пациента практически исчезла. В настоящее время врачи сообщают, что осталась только пара явных узелков.
Профессор Хатфулл и его команда особенно довольны тем фактом, что бактерии, на которые они нацелены, до сих пор не выработали устойчивости к фагам, которые исследователи использовали для их атаки. Это означает, что этот подход может быть подходом, который врачи могли бы продолжать использовать при лечении тяжелых устойчивых инфекций.
Тем не менее, ученые отмечают, что по-прежнему сложно определить правильную смесь фагов для лечения отдельных бактериальных инфекций. Еще предстоит проделать большую работу с точки зрения поиска лучших методов лечения фагами.
«Мы как бы на неизведанной территории».
Проф. Грэм Хэтфулл
