Камбек на терапијата со фаги ScienceBlog
Вируси кои специјално ги напаѓаат бактериите, т.н. бактериофаги (скратено фаги), беа откриени пред еден век и се користеа терапевтски против бактериски инфекции. Кога антибиотиците започнаа со триумфално напредување, фагите беа заборавени во повеќето земји. Појавата на бактерии отпорни на антибиотици и недостатокот на нови ефективни супстанции сега го обновија интересот за терапија со фаги. Во претходната статија, реномираната вирусолог Карин Молинг (ем. Проф. За вирусологија на Универзитетот во Цирих и водач на групата на Институтот за молекуларна генетика Макс Планк) презентираше што се фагите и како тие работат [1]. Сега таа пишува за терапевтската употреба на фагите и дава ветувачки примери.
На бактериите против кои антибиотиците повеќе не можат да помогнат ...
Брзиот развој на отпорност на арсеналот на постојните антибиотици претставува една од најголемите глобални закани по здравјето и вообичаените медицински практики (како што се хирургија, третмани со тумор). Проблемот се влошува со фактот дека нови антибактериски супстанции нема да се користат во следната деценија барем Видот се. СЗО во моментов претпоставува дека најмалку 700 000 луѓе ширум светот умираат годишно од инфекции со отпорни микроби (во најлошо сценарио овој број може да порасне на 10 милиони во 2050 година) [2]; во Европската унија се проценува на 33 000 такви смртни случаи [3], само во Берлин тоа е една жртва секоја недела.
Во сè поитната потрага по алтернативи за лекување на бактериски инфекции, истражувачите сега потсетуваат на можна примена на фагите, позната како терапија со фаги. илустрација 1.
... до терапија со фаг ...
Како што веќе е опишано во [1], терапијата со фаги не е нов концепт. Пред нешто повеќе од сто години, Феликс Д’Ерел (1873–1949) во Институтот Пастер изолирал „невидливи микроби“ од примероци на столче од пациенти кои страдале од бактериска дизентерија, кои тој - бидејќи уништиле тревници на дизентерија бактерии - станале бактериофаги (јадат бактерии ) назначен. (Како фагите ги напаѓаат и уништуваат бактериите на многу специфичен начин е опишано во [1].) Д’Херел веднаш го препозна терапевтскиот потенцијал на неговото откритие: употребата на овие бактериофаги во бактериски инфекции. Британскиот бактериолог Фредерик Творт открил „ултра-микроскопски, непатогени вируси“ во филтратот на бактериските култури неколку години порано; избувнувањето на светската војна ги запре неговите истраги, кои тој не ги продолжи по завршувањето на војната.
Но, долго пред тоа, корисните ефекти на човечки или животински измет - веројатно засновани на фаги - беа успешно користени за бактериски инфекции кај луѓе и животни (изметот содржи до 10 милијарди фаги на грам сува тежина): Во Кина во 4 век, лекарите им препишале кашеста човечка столица („жолта супа“) за дијареја и труење со храна, бедуините користеле измет од камила - практики што до сега се однесувале на сферата на бајките.
Англискиот бактериолог Ернест Ханкин беше зачуден што Индијците со векови се капеле и пиеле во светите реки Ганг и Јамуна, главно неповредени, и покрај загадувањето од фекална канализација и лебдечки остатоци од труп. Во 1896 година, тој ги испитал примероците на вода откако ги филтрирал низ порцелански филтер, кој е непропустлив за честички со големина на бактерии. Во филтратот, тој пронашол висока активност против бактериите на колера, што очигледно било од биолошка природа, бидејќи се изгубило кога се загревало - оваа активност веројатно се должела на тогаш непознатите фази. Слика 2.
... и нивниот развој во ерата на антибиотици
Подготовките на фагите се користеле во Европа и Америка сè до 40-тите години на 20 век; Производителите вклучуваа фармацевтски компании како Беринг, Ели Лили, Абот, Парк-Дејвис и Сквиб. Подготовките во форма на прав или апчиња беа развиени за полесно испраќање и сè уште се користеа во теренските болници за време на Втората светска војна.
Меѓутоа, кога започна ерата на антибиотици во 40-тите години на минатиот век со комерцијално достапен пеницилин, кој уништи широк спектар на бактерии дури и без прецизно совпаѓање, терапијата со фаги беше заборавена, барем во западните земји. Бидејќи терапијата со фаги сега се гледаше како дискутабилна, во 80-тите години на минатиот век, колекциите на фагите беа конечно уништени на многу места, вклучително и во Институтот Пастер и во Лион Во земјите зад Ironелезната завеса - особено Русија, Грузија и Полска - каде антибиотиците не беа достапни подолго време, терапијата со фаги продолжи и се спроведува рутински и денес.
Враќање на фагите
Покрај терапевтските апликации, фагите веќе нашле примена во некои области.
... за не-терапевтски апликации
Одобрени за зачувување на храната во САД во 2006 година, фагите се користат во многу држави, а исто така и во земјите на ЕУ. Тоа се главно фаги кои се специјално насочени против опасните соеви на листерија, како што може да се појават кај пушен лосос, готови салати, производи од сурово млеко, итн. Овие намирници сега се изложени или обложени со спреј на фаги пред да бидат спакувани. Бидејќи фагите - како што споменавме - се безопасни за повисоките организми, тие не треба да се наведуваат на пакувањето.
Во земјоделството, фагите се користат, меѓу другото, и како биолошки пестициди во овошјето и лозарството. Фагите може да се користат и за борба против гниење на бактериите кај компирите, со што се зголемува приносот на жетвата повеќекратно.
Фагите се користат и за не-терапевтски цели како брза, високо чувствителна дијагностика за бактериски соеви или како биолошки средства за дезинфекција, на пр., За простории контаминирани со листерија или салмонела.
... за терапевтски апликации ...
Во последниве години има многу примери на лекови од бактериски инфекции, особено оние со мулти-отпорни микроби; спектарот се движи од тешка дијареја, инфекции на уринарниот тракт и воспаление на назофаринксот до инфекции на рани, „отворени“ нозе, улцерирани прсти на дијабетичари, отворени фрактури итн.
Проблемот со овие примери е дека честопати се работи за студии на случаи кои не се во согласност со официјалните упатства за клинички студии, кои треба да се спроведат по случаен избор, контролирани со плацебо како двојно слепи студии.
... и неколку примери
Една од успешните студии на случаи од последниве години е веројатно случајот со калифорнискиот професор Том Патерсон, кој исто така стана популарен преку видеа на Јутјуб. Кога патувал во Египет со неговата сопруга во 2015 година, тој се здобил со мултирезистентен вид на Ацинетобактер баумани, што предизвика опасен по живот панкреатит и дијабетес. Патерсон бил пренесен во неговата матична универзитетска болница во Сан Диего, паднал во кома и бил напуштен од лекарите, но не и од неговата сопруга Стефани Стратди. Дури и епидемиологот ги активираше нејзините колеги, лекари и здравствени власти: беа пронајдени соодветни фаги против инфективниот микроб, а во 2016 година американската ФДА даде специјална дозвола за апликација за „Истражувачки нов лек“ (ИНД) во итни случаи. По само три интравенски дози на коктел фаг, пациентот се опорави многу брзо и сега е здрав. Во САД, ова беше првиот случај на терапија со фаги класифициран како експериментален; Оттогаш, други пациенти успешно се лекуваат со него во Сан Диего (Центар за иновативни апликации и терапевтика на фази (ИПАТХ)).
Со повеќе од 420 милиони дијабетичари ширум светот (https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/diabetes) терапијата со фаг се смета дека има многу висок потенцијал во третманот на дијабетична нога/прст. Често заразени со мулти-отпорни микроби, се развиваат длабоки рани кои не лекуваат и ампутациите остануваат единствениот излез во стотици илјади случаи. Систематска повеќецентрична студија, Фагопиед, работи за оваа индикација од 2013 година, испитувајќи ја терапијата со фаги наспроти стандардниот третман. Елизабет Катер (Евергрин лабораторија, Вашингтон), истакнат застапник на терапијата со фаги, неодамна објави успешно лекување на некои пациенти со коктели од фаг за Staphylococcus aureus; Фотографиите покажаа првично изгорени прсти на прстите и сите пациенти залечија рани по 2 месеци; Ампутациите не беа потребни.
Во поранешната земја на Полска од источниот блок, лекарите од Институтот Лудвиг Хирсфелд во Вроцлав се специјализирале за терапија со фаги. Според сопствените информации на компанијата, повеќе од 1500 пациенти заразени со микроби отпорни на антибиотици биле третирани успешно со бактериофаги од 1980 година.
Што е потребно за терапија со фаги
На прво место, постои недостаток на достапни фаги. Во светски рамки има премалку збирки фаги кои се специфично ефикасни против патогени бактериски соеви и кои можат брзо да се размножат и снабдат за терапевтски цели. Актуелната листа (https://phage.directory/) именува 22 вакви извори - фази-банки, биотехнички стартапи и некомерцијални организации - вклучувајќи го и Институтот Лајбниц („Германска колекција на микроорганизми и клеточни култури“ DSMZ; Брауншвајг), кој Холандска „Фагенбанк“ и „Институтот Елиава“.
Високо прочистени и добро карактеризирани фаги на располагање
Фагите секаде каде што има бактерии: Секоја природна област во која се појавуваат (патогени) бактерии веројатно содржи и фаги специфични за овие микроби и доведуваат до нивна лиза. Фагите може да се изолираат, карактеризираат и тестираат релативно лесно од ваквите примероци. Ова се стандардни процедури во неколку последователни чекори (Слика 3):
Во првиот чекор, фагите се собираат, прочистуваат, изолираат и карактеризираат. За таа цел, се земаат примероци (на пр. Од канализација, земја, ѓубриво, измет), евентуално суспендирани и потоа се центрифугираат, при што бактериите, кои се многу големи во споредба со фагите, седиментираат. Фагите и другите вируси во супернатантот се збогатуваат, прочистуваат, различните фаги се изолираат и, по репликацијата, нивните ДНК се прецизно секвенцирани на основата.
Во вториот чекор, потенцијалните кандидати за терапија се тестираат за ефикасност и се отчукуваат. За ова е потребен правилен тип на бактерија во секој случај, на кој фаговите се прицврстуваат специфично според принципот на заклучување и клуч, го инјектираат својот генетски материјал во овој домаќин, мултиплицираат во него и конечно го доведуваат до лиза (види [1]). Се применува на култури на патогени бактерии, се забележува кој тип на фаг јаде дупки во густо израснатиот бактериски тревник, т.е. е специфичен за патогенот и го лизира. Таквите специфични фази се множат, прецизно се опишани и складирани за апликацијата.
Конечно, апликацијата мора да ја вршат лекари: или како индивидуален третман (сочувствително судење) или, неодамна, како серија случаи. Како што покажува употребата, што се одвива веќе еден век, досега не се случиле сериозни несакани ефекти.
Можноста за штетни бактериски компоненти или гени да го загадат преносот и да го пренесат препаратот може да се спречи со употреба на високо прочистени, добро карактеризирани и целосно секвенцирани фажни производи. Таков фак коктел, произведен според „Добрата производна пракса“ (ГМП) пропишан за фармацевтски производи, неодамна беше користен во ЕУ-проектот Фагобурн за третман на рани од изгореници заразени со Pseudomonas aeroruginosa.
Развој на отпор поради високата специфичност за бактериски тип и еволуцијата на фагот кај овој домаќин, против фагите претставува значително помал ризик отколку што е случајот со антибиотиците; комбинацијата на фаг плус антибиотици дополнително го намалува ризикот.
Специјалитет на терапија со фаги е тоа што е во корекција на дозата и исто така самоограничувачки: колку повеќе бактерии има, толку повеќе фаги се произведуваат во бактериите. Ако се убијат сите бактерии, фагите не можат повеќе да се размножуваат и исто така да пропаѓаат. Слика 4.
Нови законски регулативи
Терапијата со фаг на луѓето не е официјално одобрена во западниот свет, исклучоци се регулативите за итни случаи во смисла на Хелсиншката декларација. Апликацијата, која сè уште се практикува во земјите од поранешниот источен блок, ќе се испитува само во светло на западните стандарди.
Фагите се биолошки препарати кои сè уште не се земени предвид во (веќе застарените) упатства на органите за одобрување во ЕУ и САД. Затоа, тие не можат да ги исполнуваат строгите барања за стандардизација и репродуктивност кои некогаш биле формулирани за синтетички активни состојки, вакцини, протеини, итн. За нив е потребен прецизно дефиниран, идентичен почетен материјал, што не е можно со фагите ако се специјално прилагодени на микробите на секој пациент. Ако, од друга страна, е предвидена поширока апликација (на пример, за лекување на епидемии) и затоа е потребна голема количина препарат на фаг, ова може да стане неконзистентно како резултат на мутација за време на производството и со тоа да не успее во потребната „Добра производна пракса“ (GMP).
Ако станува збор за персонализирана терапија, таканаречената апликација Магистрале нуди излез што веќе може да се практикува во Белгија: овде лекарот може да препише препарат за фаг кој е прецизно прилагоден на пациент со одреден микроб и е многу индивидуален се прави во болничката аптека.
Друг огромен проблем со терапијата со фаги е што прифатениот процес на развој на лекови предвидува клинички тест во кој се испитува влијанието на активната состојка врз целта (целната структура). Ова е проблематично со високо специфичните фаги, бидејќи обично има неколку цели и неколку фаги - коктел од фаг - треба да се користат за секоја цел.
За да може брзо да се користи терапија со фаги, потребна е нова правна рамка за медицински производи што вклучува фаги со нивните посебни карактеристики.
Систематски студии
Долгото искуство и успешните апликации на терапија со фаги во земјите од поранешниот Источен блок, западните власти ги сметаат за недоволно документирани и не убедливи во однос на ефективноста и можната појава на сериозни несакани ефекти. Со цел да се обезбеди широко и безбедно користење на терапијата со фаги, мора да бидат достапни бројни систематски клинички студии, кои потоа даваат основа за регулаторните тела да создадат упатства за терапија со фаги.
Можеби ќе бидат потребни години за да се стигне таму. Дотогаш, пациентите можат да направат аџилак на сопствен ризик и трошок во Грузија или Полска, каде што терапијата со фаги се спроведува рутински (3-неделен третман против мултирезистентен стафилококус ауреус достигнува околу 5.000 евра).
Поврзани врски
Карин Молинг, Феликс Брокер, Кристијан Вили (12.2018): Повик за будење: Сега ни треба терапија со фаги. Вируси 2018, 10, 688; дои: 10,3390/v10120688
Карин Молинг (10.2017): Вируси наместо антибиотици.
Карин Молинг: Светот на вируси, 2. Фази (2015); Видео 9:22 мин.
Карин Молинг: Без вируси едноставно немаше живот. Вирусолог проф. Д-р. Карин Мелинг го посети ККЛ Импулс (2016), видео 1:17:05 мин.
Карин Молинг: Разговори на маса (2017.07.24), Подкаст 52:41 мин
Карин Молинг: Извештаи за нови случаи со терапија со фаг-што е потребно за повеќе? (2019) Медицинска сестра и здравствена заштита 4: 30-32
Вилијам Ц. Самерс (2016) Феликс Хуберт д Херел (1873–1949): Историја на научен ум, Бактериофаг, 6: 4, e1270090, DOI: 10.1080/21597081.2016.1270090
Здравство на Сан Диего (2017): Третманот со фаг спасува живот. Видео 5:57 мин. (Случајот Том Патерсон)
Фага терапија: Ефикасна алтернатива на антибиотиците? Видео 10:58 мин. Институтот Елиава во Грузија е светски лидер во производство на фаги. Пациентите патуваат од целиот свет на лекување.