Frekvenca X

Bakteriofagi – virusi, ki napadajo bakterije

Elizabeth Kutter: Potrebujemo več kliničnih testov

bakterija
Bakterija meningitisa (neisserai meningitidis)
foto: Sanofi Pasteur

Dandanes smo navajeni, da lahko bakterijske okužbe razmeroma hitro in zanesljivo pozdravimo z magičnimi zdravili 20. stoletja – antibiotiki. Bakterije, ki so še pred slabimi 100 leti kosile ljudi z boleznimi, kot so tuberkuloza, sifilis, tetanus, oslovski kašelj, pljučnica in tako dalje, so v dobi antibiotikov skorajda zgubile svoj zlovešč status.

Vendar pa bakterije niso od muh, saj drugače ne bi obstajale na zemlji že skoraj 4 milijarde let, ampak so se sposobne evolucijsko spreminjati in prilagajati. In tako so se ob uvedbi antibiotikov začele spreminjati tudi tako, da so začele postajati nanje odporne. Bakterijska odpornost na antibiotike je danes postal že resen problem v zdravstvu in znanstveniki mrzlično iščejo in razvijajo nove generacije zdravil, s katerimi bi obdržali vodstvo v tej tihi oboroževalni tekmi med ljudmi in bakterijami.

Eni od resnih potencialnih kandidatov za novo generacijo orožja proti bakterijam so na prvi pogled zelo nenavadni, saj so na drugi strani tudi sami dostikrat naš sovražnik – virusi. Virusi so poleg tega, da so najštevilčnejši biološki stvori na Zemlji, izredno zanimivi, saj ne napadajo samo človeških celic, ampak se lotevajo vsega živega,    posledično tudi bakterij. Virusi, ki napadajo bakterije, imajo tudi posebno ime – bakteriofagi ali krajše kar fagi.

Bakteriofagi so torej virusi, ki so se naravno specializirali za to, da lahko vdrejo v bakterije in jih spremenijo v tovarne za svoje lastno razmnoževanje. S tem jih tudi pokončajo. Najdemo jih povsod, med drugim v rekah, zemlji, morju in celo na človeškem telesu. Kmalu zatem, ko so jih na začetku prejšnjega stoletja odkrili, so jih znanstveniki začeli preučevati tudi kot možne kandidate za obrambo pred bakterijami, vendar pa so jih kmalu prehiteli antibiotiki in bakteriofagi so kot terapevtsko sredstvo utonili v pozabo.

Razen v nekdanji Sovjetski zvezi, kjer so to terapijo še naprej razvijali in jo tudi uporabljali. Ker pa so bakterije ob množični uporabi antibiotikov začele razvijati obrambo proti njim in postajajo nanje čedalje bolj odporni, so tudi mikrobiologi v razvitih državah znova začeli pospešeno delati na tem, da bi te bakterijske naravne sovražnike rekrutirali v naše obrambne vrste.

Prednost fagov je v tem, da so zelo selektivni in določena vrsta faga specializirano napade samo določeno vrsto bakterije, medtem ko antibiotiki večinoma ubijejo širok spekter bakterij, med drugim tudi tiste, ki so naravno navzoče v človeškem telesu, kjer opravljajo tudi koristna dela. Poleg tega so se zaradi svoje sposobnosti hitrega razmnoževanja sposobni lotiti velikega števila bakterij.

Več kot je bakterij, hitreje se razmnožujejo in jih pokončajo. Zaradi tega so odlični kandidati za boj proti kroničnim okužbam ušes, pljuč in ran. Za zdravljenje tovrstnih okužb zadostuje že majhna količina teh virusov, že milijardinka grama, ki se lahko nanese na mesto okužbe s pršilom, kapljicami ali kremo. Skrbi, da bi lahko bakteriofagi poleg bakterij napadli tudi človeške celice so odveč, saj tega niso sposobni.

Virusi v celice namreč vstopajo z nekakšnimi molekularnimi ključi in vsaka vrsta celice ima zelo specifično molekularno ključavnico. Fagi tako imajo ključ za vstop v bakterijo, nikakor pa z njim ne morejo vstopiti v človeške celice. Ker pa lahko fagi, kot vsa živa bitja, mutirajo in se spreminjajo, nekatere skrbi, da bi se lahko v telesu tako spremenili, da bi postali škodljivi.

Nekateri raziskovalci se skušajo temu izogniti tako, da ne bi uporabili živih fagov, ampak samo njihove dele, in sicer tiste, ki so smrtonosni za bakterije. Čeprav do zdaj še ni bilo primerov, da bi se fagi obrnili proti pacientu, pa ta skrb kljub temu predstavlja oviro, zaradi katere so zdravstvene nadzorne ustanove do terapije s fagi še vedno zadržane. To pa ne drži za Inštitut za bakteriofage, mikrobiologijo in virologijo v Gruziji, kjer svoje paciente že 90 let množično in uspešno zdravijo s terapijo fagov.

Ta inštitut je v zadnjih letih postal tudi pribežališče tujcev s kroničnimi bakterijskimi okužbami, ki jih niso mogli pozdraviti z nobenimi antibiotiki. V zadnjih letih se tudi v razvitih državah raziskovalci trudijo spraviti terapijo s fagi v splošno medicino. V ta namen izvajajo študije in klinične raziskave, ki pa so že v začetnih fazah. Če bodo uspešni, se zna zgoditi, da boste v prihodnje v lekarni za bakterijsko infekcijo namesto antibiotika dobili zdravilo v obliki virusov. Kot primerno – pravi star rek – sovražnik mojega sovražnika je moj prijatelj.

Intervju: Profesorica Elizabeth Kutter

Profesorica Elizabeth Kutter,  ali se antibiotikom izteka čas?

Izteka ne, potrebujemo pa stvari, ki bodo antibiotike dopolnjevale. Mislim, da nič drugega ne bo v  celoti ozdravilo infekcij kot pa antibiotiki v kombinaciji z drugimi zdravili.

Kaj so prednosti uporabe fagov v boju proti bakterijam za razliko od antibiotikov?

Bakteriofage bi morali uporabljati v kombinaciji z antibiotiki. Pri nekaterih boleznih antibiotiki niso zelo učinkoviti, fagi pa imajo prednost, in obenem slabost, da so zelo specifični za posamezne bakterije. Zato je potrebno poznavanje bakterije in veliko različnih bakteriofagov za ciljanje različnih bakterij. Zato običajno uporabljamo koktejle bakteriofagov. Njihova prednost je, da z njimi ne ubijemo vseh črevesnih bakterij. Prednost je tudi, da bakteriofagi pridejo do kraja okužbe in se tam razmnožujejo. Če imate okužbo kosti ali takšno, kjer morajo prestopiti krvno-možgansko pregrado, lahko fagi do tja pridejo. Če so tam bakterije, se fagi razmnožijo in napad je natančnejši.

Kako daleč v razvoju je terapija s fagi, se že uporablja za zdravljenje kakšne bolezni?

Ponekod, na primer v zvezni državi Georgia jo že rutinsko uporabljajo za zdravljenje griže ter kirurških ran in okužb. Odlično se obnese pri okužbah s stafilokoki, pri streptokokih in bakteriji pseudomonas. Na ranah uporabljajo tudi posebne določene fage, ampak to je tam del standardne prakse v medicini. Fage prav tako za različne stvari uporabljajo na kliniki  Inštututa za epidemologijo v Wroclavu na Poljskem. V Franciji so začeli klinične teste pri zdravljenju opeklinskih ran. A zahodni svet potrebuje bistveno več kliničnih testov. Sodobnih dvojno slepih testov ni veliko.

Kje so potem težave, da terapija s fagi še ni prišla do uporabne stopnje, profesorica Kutter? 

Razlogov je več. Na začetku terapija s fagi ni bila zanesljiva. Enkrat je delovala, drugič ne. Delno zato, ker bakterij in fagov niso poznali dovolj dobro. Pogosto pa je bila ta terapija tudi zelo uspešna. A v 40-ih letih prejšnjega stoletja smo dobili antibiotiki, ki so delovali kot kakšno čudežno zdravilo. Nihče ni verjel, da jih ne bomo uporabljati večno.

Kaj pa sama varnost metode. Ali ni nevarno, da v telo vbrizgamo viruse?

Niti najmanj. Tu govorimo o virusih, ki napadejo samo bakterije, ne o virusih, ki bi okužili evkariotske celice, kaj šele človeške. Napadajo le določene vrste bakterij. Kot najbolj številna oblika življenja na Zemlji so fagi ves čas okoli nas. Z večino hrane v telo vnesemo tudi bakteriofage. Bili so testirani in dovoljeno jih je uporabljati na že pripravljenem mesu, sirih in podobno. Nismo pa jih še množično uporabljali tako, da bi jih vbrizgavali v kri. Raziskati moramo, kako bi telo reagiralo, če naenkrat vnesemo veliko število fagov, ali jih lahko vbrizgamo v mišico, in nenazadnje, če pridejo v kri, ali dosežejo kraj, kjer jih telo potrebuje in ali se tam razmnožujejo?

Ali pričakujete, da bomo v prihodnosti namesto antibiotikov pri bakterijskih  boleznih jemali fage?

Kot sem omenila, ne verjamem, da bodo fagi kadar koli zamenjali antibiotike. Za nekatere okužbe bomo antibiotike vedno potrebovali. Idealno bi bilo po združiti uporabo antibiotikov in bakteriofagov. Glede na to, da imajo bakterije različne odporne mehanizme, bi fage lahko uporabljali za bakterije, ki so odporne na antibiotike. Mislim, da bakteriofagi veliko obetajo. Rutinsko jih uporabljajo v Gruziji, v ZDA pa kliničnih testov na ljudeh še nismo izvajali. Nekateri uporabljajo tudi bakteriofage v primerih sočutne uporabe zdravil. To so primeri zdravil, ki še nimajo dovoljenja za prodajo, a nič drugega ne deluje. Zelo uspešno se uporabljajo, denimo, pri zdravljenju ran pri sladkorni bolezni. [8:21] 

Omenili ste Gruzijo in Poljsko. Kje je na tem področju  Evropa? Je že korak naprej?

Zelo dolgo so jih uporabljali v Franciji, kjer so jih tudi najprej razvili. Nekaj zdravnikov jih še vedno uporablja, dobijo jih iz tujine. Razlog, zaradi katerega se je ustavila proizvodnja bakteriofagov v Franciji, je bil  vezan na neko povsem nerelevantno zadevo. Zaradi epidemije HIV in težavami s kontaminirano krvjo so morali z zakonom prepovedati uporabo virusov, s čimer so nehote zajeli tudi področje uporabe bakteriofagov. A stvari se vračajo v stare tirnice. Pravkar so začeli s kliničnimi preskusi na pacientih z opeklinami.