Съдържание
- История на Изабел Холдауейс
- Как фагите убиват бактериите
- Фагите, които спасиха тийнейджър
- Фаги Лечение
- Бъдещето на фаготерапията
- Фаги срещу антибиотици
Когато Изабел Холдауей разви сериозна бактериална инфекция след белодробна трансплантация, тя имаше няколко възможности за лечение. Инфекцията се разпространила по цялото й тяло и била устойчива на антибиотици. Въпреки това тя направи невероятно възстановяване благодарение на генетично разработени вируси, които убиха бактериите.
История на Изабел Холдауейс
Изабел Холдауей беше на 15 години, когато й направиха белодробна трансплантация заради муковисцидоза. Тъй като трансплантацията на органи изисква пациентите да приемат лекарства, които потискат имунната им система, Холдауей е податлив на инфекции. Лекарите вярват, че тя вече е имала Микобактериален абсцес бактерии в нейната система, тъй като честотата й сред пациенти с муковисцидоза.
Имуносупресорите позволяват на бактериите да израснат извън контрол в тялото й. Тя разви сериозна инфекция в гърдите, черния дроб, торса и други части на тялото. Инфекцията е била резистентна към антибиотици, затова лекарите в болницата Great Ormond Street в САЩ я изпращали в дома за палиативни грижи с малка надежда за възстановяване.
Майката на Holdaways проучи онлайн възможностите за лечение и откри фаготерапия, Фагите са вируси, които могат да убият бактериите и изследователите експериментират с тях в продължение на много години. Холдауей получи експериментално фагово лечение, което й спаси живота.
Как фагите убиват бактериите
Бактериофагите или фагите са вируси, които могат да убият бактериите. Въпреки че имат различни форми и размери, фаговете обикновено имат или ДНК, или РНК. Открити през 1900 г., фагите помагат за лечение на бактериални инфекции като холера. Въпреки това, откриването на пеницилини през 1928 г. измести фокуса от фагите, тъй като антибиотиците стават популярни.
Тъй като фагите са вируси, те не могат да се размножават без да заразят гостоприемник. Бактериофагите са склонни да следват два общи процеса за заразяване с бактерии: литичен цикъл и лизогенен цикъл. В литичен цикъл, фагите заразяват бактериите, поемат клетките и ги използват, за да направят повече фаги, докато клетките лизират или не се спукат.
В лизогенен цикъл, фагите заразяват бактериите, вмъкват своята ДНК в бактериалната генетична информация и клетките включват ДНК по време на клетъчното делене. Това парче от фаговата ДНК се нарича профаг. Той може да стане активен и да направи фаги, което би стартирало литичния цикъл.
Важно е обаче да се отбележи, че фагите са много специфични. Това означава, че всеки вид заразява различен тип бактерии. Един фаг може да работи само върху един вид бактерии, а не върху други.
Фагите, които спасиха тийнейджър
След като майката на Холдауейс стана наясно с фаговата терапия, лекарите в болницата „Голямата Ормонд Стрийт“ се свързаха с Ребека Дедрик и Греъм Хетфул от Университета в Питсбърг, които имаха колекция от фаги. Програмата за научно-образователен съюз Phage Hunters Advancing Genomics and Evolutionary Science (SEA-PHAGES), която е бакалавърски изследователски курс, помогна за събирането на колекцията. Много фаги бяха открити чрез просто копаене в почвата.
Изследователите от Питсбъргския университет имаха фаги за експериментиране, но не знаеха кои всъщност ще убият Микобактериален абсцес бактерии, които заразиха Холдауей. Те прекарали седмици в отглеждане на бактерии и лекувайки го с различни фаги. През 2018 г. бактериофаг, наречен от Мъди, уби бактерии в петриева чаша.
Въпреки че Muddy беше важна находка, изследователите знаеха, че бактериите също могат да станат резистентни към фаги. Те искаха да намерят множество фаги, способни да използват литичния цикъл за лечение на инфекцията на тийнейджърите. Месеци по-късно те откриха, че фагите ZoeJ и BP могат също да засегнат бактериите. Екипът трябваше да модифицира генетично ZoeJ и BPs, за да ги направи литични, вместо лизогенни. Те създадоха наркотичен коктейл от тези три фага за Холдауей.
Фаги Лечение
Изследователите от университета в Питсбърг изпратиха своя коктейл от фаг до болницата Great Ormond Street в Лондон. Към този момент инфекцията от Holdaways продължава да се разпространява и тя има 1% шанс да оцелее. Лекарите в болницата са й дали IV от фагите и са използвали някои в салвата, която са приложили върху кожата й.
Холдауей успя да напусне болницата след девет дни. Раните по китката й отминаха, кожата й се подобри и черният й дроб беше по-добър. Тя продължава да получава фагова терапия и днес. Лекарите отбелязаха, че тя няма „почти никакви странични ефекти“ от фагите. Въпреки това, изследователите се колебаят да го наричат пълно лечение в този момент.
Въпреки че други са били лекувани с фагова терапия в миналото, това, което прави случая на Holdaways уникален, е използването на генетично разработени бактериофаги. Изследователите изтриха ген във фагите и не добавиха нови.
Бъдещето на фаготерапията
Учените искат да видят големи клинични проучвания преди да подкрепят фаговата терапия като ефективно лечение на бактериални инфекции. Анекдотични случаи като Holdaways дават надежда, но не са достатъчни, за да могат фаговете да бъдат продадени в местната аптека по всяко време.
Изследователите също предупреждават, че фаговата терапия е силно специфична. Фагите, които убиха инфекцията в тялото на Holdaways, не работеха за пациент с различен щам на бактериите.Въпреки интереса, библиотеките на фагите все още са сравнително малко в сравнение с тези, които съществуват за бактериите. За да се превърнат в общоприето лечение, ще трябва да се направят много повече изследвания.
Фаги срещу антибиотици
Едно нещо, което дава надежда на изследователите на фагите, е нарастващият интерес към тяхната област поради засилването антибиотична резистентност по света. Инфекциите, които преди са били лекувани с един антибиотик, сега стават резистентни към множество лекарства. Фагите обаче не са лесни за използване като лечение и са изправени пред множество предизвикателства. Например, отнема време, за да се изолира и да се намери правилния фаг, който може да убие всеки тип бактерии.
Има предимства от използването на фаги вместо традиционните антибиотици. Фагите не атакуват клетките на човек и са силно специфични за бактериите. Те не биха нарушили микробиома на червата и да причинят храносмилателни проблеми като типични антибиотици. Фагите действат и върху резистентни на антибиотици бактерии и по-трудно бактериите да развият резистентност към фагите, защото клетките им са унищожени. Фаготерапията има много обещания като персонализирано лечение в бъдеще.