Бактеріофаги — це віруси, які заражають і знищують бактерії. Сьогодні їх розглядають як одну з найперспективніших альтернатив антибіотикам, особливо на тлі глобального зростання антибіотикорезистентності. Проте навіть фаготерапія не завжди дає очікуваний результат. Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Medicine, допомогло зрозуміти чому.

Історія одного пацієнта

Вчені проаналізували випадок 22-річного чоловіка з муковісцидозом, який страждав від тяжкої інфекції дихальних шляхів, спричиненої бактерією Bordetella bronchialis. Через обмежені можливості лікування пацієнту призначили індивідуально підібраний бактеріофаг.

Лабораторні дослідження показували, що фаг ефективно знищує бактерію. Проте в реальному організмі лікування не спрацювало, а інфекція продовжила прогресувати.

Імунна система несподівано стала на заваді

Дослідники виявили несподівану проблему: ще до початку лікування в організмі пацієнта вже були антитіла, здатні розпізнавати та нейтралізувати бактеріофаг.

Звідки вони взялися? Виявилося, що бактерія містила у своєму геномі так звані профаги — фрагменти генетичного матеріалу вірусів, які можуть активуватися всередині бактеріальної клітини. Імунна система пацієнта раніше контактувала з цими профагами та виробила проти них антитіла.

Найцікавіше те, що ці антитіла виявилися «перехресно реактивними» — вони впізнавали не лише профаги бактерії, а й лікувальний бактеріофаг. У результаті значна частина фагів знешкоджувалася ще до того, як могла атакувати бактерії.

Бактерії теж виявилися хитрішими

Друга проблема полягала в самій бактеріальній популяції. Хоча більшість бактерій були чутливими до фага, серед них існувала невелика група клітин із зниженою сприйнятливістю до лікування.

Це явище називають гетерорезистентністю. Воно означає, що навіть у межах однієї інфекції можуть існувати бактеріальні субпопуляції з різною чутливістю до терапії. Поки фаги знищують основну масу бактерій, більш стійкі клітини отримують можливість вижити та продовжити інфекційний процес.

Що це означає для майбутнього фаготерапії?

Результати дослідження не ставлять під сумнів перспективність бактеріофагів. Навпаки, вони допомагають зробити фаготерапію точнішою та ефективнішою.

Автори роботи вважають, що перед початком лікування варто перевіряти не лише чутливість бактерій до фагів, а й наявність у пацієнта антитіл проти потенційних терапевтичних фагів. Також важливо оцінювати, чи не містить бактеріальна популяція прихованих стійких субгруп.

Крок до персоналізованої фаготерапії

Сучасна медицина дедалі більше рухається в напрямку індивідуалізованого лікування. Нове дослідження показує, що успіх фаготерапії залежить не лише від правильного підбору бактеріофага, а й від особливостей імунної системи пацієнта та генетичного різноманіття бактерій.

У майбутньому такі знання можуть допомогти створювати ще більш персоналізовані схеми фаготерапії, що підвищить шанси на успішне лікування складних бактеріальних інфекцій навіть тоді, коли антибіотики вже не працюють.