Bakteriofagi umjesto antibiotika?

Virusi koji napadaju bakterije imaju i poseban naziv – naučnici ih zovu bakteriofagi, što bi značilo „oni koji jedu bakterije“. Ime su dobili 1917. kada je Félix d’Herelle potvrdio nalaz Fredericka Williama Tworta koji je 1915. pokazao da postoje virusi koji napadaju bakterije.  Neki od ovih bakteriofaga imaju sposobnost da se ugrade u genetički materijal  (lizogenički bakteriofagi) bakterija, dok drugi  razaraju njihove stanice (litički bakteriofagi). 

Bateriofagi ili samo fagi imaju prilično jednostavnu strukturu, kao, uostalom, i svi virusi. Njihov genetički materijal sadržan je u glavi u obliku prizme, okružen proteinskom kapsidom. Ta "glava" je povezana s nastavcima, te nam se fag na nekim slikama može učiniti kao neki mali robot. 

Litički bakteriofagi su nedavno korišteni u terapiji 15- godišnja Isabelle Carnell, koja inače ima cističnu fibrozu, nasljednu bolest, zbog koje je ujedino bila i jako sklona infekcijama pluća. Nakon operacije transplantacije pluća 2017. godine, rana joj se inficira i od tada se Isabelle muči sa teškom infekcijom antibiotik-rezistetnog soja bakterije naučnog naziva Mycobacterium abcessus. Ova bakterija spada u isti rod kao i bakterija koja izaziva tuberkulozu, Mycobaterium tuberculosis.

Isabellini roditelji se okreću alternativnim eksperimentalnim terapijama – ali ne nadriljekarstvu, već naučnicima. Jedna od mogućnosti terapije infekcija izazvanih antibiotik-rezistentnim bakterijama je korištenje njihovih prirodnih neprijatelja – virusa bakteriofaga – koji bi pri tome bili „pripitomljeni“ da rade upravo ono što nama treba.

Bakteriofagi napadaju bakteriju

Tim  naučnika je bio sastavljen od vodećih naučnika koji se bave izučavanjem bakteriofaga, a predvođen Grahamom Hatfullom sa Univerziteta Pittsburgh u Pennsylvaniji. Tretman, rađen u saradnji sa Isabellinom pedijatricom, Helen Spencer, zasniva se na „koktelu“ nekoliko različitih virusa koji su trebali napadati specifičan soj bakterije Mycobacterium abcessus. Ovo je prvi takav tretman u svijetu.

Mnogo je riskirano time što su roditelji pristali na ovu novu terapiju, ali izgledi za oporavak tinejdžerke su bili veoma mali, a sama pedijatrica jako zabrinuta jer se već suočavala sa slučajevima postoperativnih  infekcija kod ovakvih pacijenata i dobro je znala prognozu. Tretman se sastojao od 6 sedmica intravenozne terapije svakih 12 sati. Ipak, šest mjeseci nakon programa infuzija koje su sadržavale specijalne viruse, Isabellino stanje se počelo poboljšavati, rane su počele zacjeljivati, a pri tome nije bilo ozbiljnijih nuspojava terapije. Sama infekcija još nije bila sasvim izliječena, s obzirom da se radi o upornoj bakteriji koja kolonizira mukus pluća.

Ipak, terapija je omogućila Isabelle da vodi relativno normalan život i da joj da nadu za potpuni oporavak.

Sami bakteriofagi su veoma specifični i ubijaju samo neki određeni soj bakterija, što znači da oni bakteriofagi koji su djelovali na jednom pacijentu ne moraju djelovati na drugom. Praktično, ukoliko bi ovakve terapije zaživjele, morale bi se praviti po mjeri pacijenta. Koktel dat Isabelle bio je specifičan za soj spomenute bakterije GD01, a bakteriofagi koji su se u njemu nalazili bili su Muddy – koji nije genetički modifikovan, i jedan nazvan Zoej, koji je dobijen genetičkom modifikacijom bakteriofaga, što je uključivalo uklanjanje gena-represora. Još jedan fag u koktelu bio je mutirani BPs fag.

Međutim, Spencer i Hatfull u radu, objavljenom u Nature Medicine 8. maja 2019.  naglašavaju da se možda Isabellinom stanje moglo popraviti ne pod dejstvom terapije faga, nego spontano, jer koktel nije radio na drugim izolatima iste bakterije. Ovo bi moglo značiti da je koktel vrlo specifičan samo za onaj soj bakterije koji je inficirao pacijenticu. Istovremeno drugi bakteriofagi su bili djelotvorni protiv Mycobacterium tuberculosis.

Drugi naučnici postavljaju pitanje da li visokospecifični bakteriofagi mogu ući u inficirane ljudske stanice, jer se to ne bi trebalo dogoditi, tako da je upitan rezultat dejstva bakterije na M. tuberculosis, koja živi u stanicama.

Očigledno je da će biti potrebno mnogo repliciranja rezultata i novih istraživanja kako bi se potvrdila (ili opovrgla) efikasnost terapije antibiotik-rezistentnih infekcija bakteriofagima.Ako se to potvrdi kao realan scenario, ovo bi mogao biti novi pristup lliječentju bakterijskih infekcija, naročito antibiotik-rezistentnih infekcija.

O bakteriofagima možete saznati i u obom YT videu kanala In a nutshell: