Как бактериофаги уничтожают бактерии?
Литический бактериофаг, узнав «свою» бактерию, прикрепляется к ее поверхности, растворяет клеточную стенку и впрыскивается внутрь генетический материал. В результате в бактерии прекращается синтез собственных компонентов, ДНК бактерии разрушается и начинается производство компонентов фага. Из готовых молекул ДНК и белков путем самосборки в бактерии образуются от 200 до 1000 зрелых фаговых частиц. Под действием фагового фермента лизоцима и нарастающего внутриклеточного давления клеточная стенка бактерии разрушается, и новые вирионы выходят в окружающую среду. Весь цикл – от прикрепления фага до выхода его потомства из бактерии – может продолжаться от нескольких минут до нескольких часов. Процесс повторяется до тех пор, пока не будут лизированы все чувствительные к данному фагу бактерии.
Препараты литических бактериофагов используют в медицине и ветеринарии для лечения и профилактики ряда бактериальных инфекций. Метод лечения больных бактериальными инфекционными болезнями, а также носителей бактерий с помощью фагов называют фаготерапией.
История применения фагов в медицине
Бактериофаги были открыты французским микробиологом Феликсом д’Эрелем в 1917 году. Неизвестных агентов, разрушающих бактерии, ученые описывали и ранее, однако только д’Эрель указал на их вирусную природу и назвал «бактериофагами». Он же позднее выделил фаги ряда патогенных бактерий и предложил целенаправленно использовать их для профилактики и лечения инфекционных заболеваний.
В 1930-е годы многие научные лаборатории и фармацевтические компании начали разработку и производство фагопрепаратов. Однако открытие антибиотиков в 1940-е годы отодвинуло фаготерапию на второй план. Антибиотики быстро убивали всех микробов без разбору, и вера в их «чудесную силу» была безграничной. Кроме того, производить их было легче, чем фагопрепараты, и они сулили быстрый доход. Не удивительно, что о фагах временно забыли.
Работы с вирусами бактерий не прекращались лишь в нескольких научных центрах. Так продолжалось до 2000-х, когда сначала врачи, а затем и регуляторные органы стали бить тревогу: антибиотики теряют эффективность, все чаще встречаются бактерии, устойчивые ко многим, а то и ко всем известным антибиотикам. Ученые активизировали поиск альтернативных методов борьбы с патогенными микробами и, конечно, вспомнили о бактериофагах.
Какие инфекции лечат бактериофагами?
Препараты бактериофагов применяют у взрослых и детей для профилактики и лечения:
- бактериальных инфекционных поражений желудочно-кишечного тракта (энтероколит, гастроэнтероколит, сальмонеллез, шигеллез, дисбактериоз и др.);
- гнойно-воспалительных заболеваний ушей, ротовой полости, носа, горла, бронхов и легких (отит, стоматит, пародонтит, синусит, фарингит, ларингит, ангина, трахеит, бронхит, плеврит, пневмония и др.);
- гнойно-воспалительных заболеваний глаз (конъюнктивит, кератоконъюнктивит и др.);
- хирургических инфекций (обработка послеоперационных и гноящихся ран, абсцессы, флегмоны, фурункулы, карбункулы и др.);
- ожоговых ран;
- урогенитальных инфекций (цистит, уретрит, кольпит, пиелонефрит и др.).
Бактериофаги могут быть использованы как самостоятельно, так и в комбинации с другими антибактериальными средствами. Фаготерапия, в частности, целесообразна при устойчивости бактерии-возбудителя к антибиотикам, а также непереносимости пациентом антибиотиков.
Традиционной формой выпуска бактериофагов является жидкий препарат, который используют для приема внутрь, в виде аппликаций, орошений, клизм, введения в нос и носовые пазухи, полости ран, в дренированные полости – брюшную, плевральную, мочевого пузыря и т.д.