Угроза устойчивых к антибиотикам бактерий год от года обостряется. И, если COVID-19 показал нам, что к новым инфекциям следует готовиться заранее, то самое время приступить к поиску новых способов борьбы с бактериями, которые стали устойчивыми к широко используемым лекарствам.
В этой борьбе вирусы могут стать героями, а не злодеями. Ученые показали, что они могут быть отличным оружием против бактерий, ставших устойчивыми к антибиотикам.
Замена антибиотиков фагом
С момента открытия пенициллина в 1928 году антибиотики изменили современную медицину. Эти химические соединения эффективно борются с бактериальными инфекциями, убивая или подавляя рост бактерий. Середина 20-го века была названа золотым веком антибиотиков — временем, когда ученые открывали десятки новых молекул для лечения многих болезней.
Но затем исследователи обнаружили, что у многих бактерий в процессе естественного отбора развивается устойчивость к антибиотикам.
В качестве альтернативы антибиотикам возникла идея обратиться к естественному врагу бактерий: бактериофагам. Бактериофаги — вирусы, поражающие бактерии. Их в 10 раз больше, чем бактерий, и они считаются самыми многочисленными организмами на планете.
Бактериофаги, также известные как фаги, выживают, заражая бактерии, размножаясь внутри них и вырываясь из своего хозяина, уничтожая его.
Использование фагов против бактерий — не новая идея. Первое использование фаговой терапии случилось более века назад, когда в 1919 году французский микробиолог Феликс д’Эрелль использовал коктейль из фагов для лечения детей, страдающих тяжелой дизентерией, а затем для борьбы с холерой в Индии и чумой в Египте.
Но фаговая терапия не смогла в то время стать стандартным лечением, которое можно получить в обычной больнице. Однако,в последние годы появилась возможность создавать специализированные фаги, для уничтожения конкретных видов бактерий, в том числе, устойчивых к антибиотикам.
Инженерные фаги
Технология редактирования генома CRISPR, удостоенная Нобелевской премии по химии в 2020 году, позволяет обнаружить и вырезать определенные участки ДНК или РНК. В сочетании со знанием устройства иммунной системы бактерий, также работающей на белках типа CRISPR, это позволяет конструировать фаги с заданными свойствами. Когда такой фаг обнаруживает определенные бактерии, он вводит свои белки CRISPR внутрь них, разрушая их ДНК. При этом, можно целенаправленно воздействовать и на те участки ДНК, которые делает бактерии устойчивыми к антибиотикам. Это позволяет применять комбинированную терапию антибиотик+фаг.
Впрочем, фаговая терапия может быть очень разнообразной. К примеру, в одной из демонстраций основанного на CRISPR метода борьбы с бактерией Clostridioides difficile, устойчивой к антибиотикам и ежегодно убивающей в США 29 000 человек, исследователи сконструировали фаг, способный изменять иммунную систему бактерии так, чтобы она уничтожала ее собственную ДНК.
За пределами науки
Но поиск метода — только половина решения. Коммерциализация и регулирование важны для обеспечения того, чтобы предложенная технология вошла в набор инструментов, используемых на практике для отражения всемирного распространения устойчивых к антибиотикам бактерий.
Несколько компаний разрабатывают фаги или идентифицируют фаги, встречающиеся в природе, для уничтожения конкретных вредных бактерий. Такие компании, как Felix Biotechnology и Cytophage, производят специализированные бактериофаги, которые заменяют антибиотики в медицине и сельском хозяйстве. BiomX работает над лечением инфекций, распространенных при хронических заболеваниях, таких как муковисцидоз и воспалительное заболевание кишечника, с использованием как натуральных, так и искусственно созданных фаговых коктейлей. Компания PhagePro мыслит глобально и использует фаги для лечения холеры, в первую очередь в Африке и Азии.
Наряду с коммерциализацией фаговой терапии жизненно важны стратегии, способствующие безопасному тестированию и регулированию технологии. Упреждающее планирование поможет нам бороться с распространением устойчивых к антибиотикам бактерий.
Тем временем, исследователи из Вистаровского института в Филадельфии представили революционные суперантибиотики принципиально нового типа.
По материалам IFLScience
Читайте также:
Искусственный интеллект разработал антибиотик, способный уничтожать резистентные бактерии
Молоко утконоса способно вылечить суперинфекции: ученые
