Sisu
- Isabelle Holdawaysi lugu
- Kuidas faagid tapavad baktereid
- Faagid, mis teismelise päästsid
- Faagiravi
- Faagiteraapia tulevik
- Faagid vs. antibiootikumid
Kui Isabelle Holdawayl tekkis pärast kopsusiirdamist tõsine bakteriaalne infektsioon, oli tal ravivõimalusi vähe. Nakkus levis kogu tema kehas ja oli antibiootikumide suhtes vastupidav. Kuid ta tegi hämmastava taastumise tänu geneetiliselt muundatud viirustele, mis tapsid baktereid.
Isabelle Holdawaysi lugu
Isabelle Holdaway oli 15-aastane, kui tal tehti tsüstilise fibroosi tõttu kopsusiirdamine. Kuna elundisiirdamine nõuab patsientidelt immuunsussüsteemi pärssivate ravimite kasutamist, oli Holdaway vastuvõtlik infektsioonidele. Arstid usuvad, et tal juba oli Mycobacterium abscessus bakterid tema süsteemis, kuna see on levinud tsüstilise fibroosiga patsientide seas.
Immunosupressandid võimaldasid bakteritel tema kehas kontrolli alt väljuda. Tal tekkis rinnus, maksas, torsos ja muudes kehaosades tõsine infektsioon. Infektsioon oli antibiootikumide suhtes vastupidav, seetõttu saatsid Ühendkuningriigi Suurbritannia Great Ormondi tänava haigla arstid ta koju palliatiivravi jaoks, lootuseta, et ta taastub.
Holdawaysi ema uuris Internetis ravivõimalusi ja avastas faagiteraapia. Faagid on viirused, mis võivad baktereid tappa, ja teadlased on nendega aastaid katsetanud. Holdaway sai eksperimentaalse faagravi, mis päästis tema elu.
Kuidas faagid tapavad baktereid
Bakteriofaagid või faagid on viirused, mis võivad baktereid tappa. Ehkki faagidel on erinev kuju ja suurus, on neil tavaliselt kas DNA või RNA. 1900ndatel avastatud faagid aitasid ravida selliseid bakteriaalseid infektsioone nagu koolera. Kuid penitsilliinide avastamine 1928. aastal nihutas fookused eemale faagidest, kuna antibiootikumid said populaarseks.
Kuna faagid on viirused, ei saa nad paljuneda peremeest nakatamata. Bakteriofaagid järgivad tavaliselt kahte bakterite nakatamise protsessi: lüütiline tsükkel ja lüsogeenne tsükkel. in lüütiline tsükkel, nakatavad faagid baktereid, võtavad rakke üle ja kasutavad neid uute faagide valmistamiseks, kuni rakud lüüsivad või lõhkevad.
in lüsogeenne tsükkel, nakatavad faagid baktereid, sisestavad nende DNA bakterite geneetilisse infosse ja rakud sisaldavad raku jagunemise ajal DNA-d. Seda faagi DNA tükki nimetatakse profaagiks. See võib aktiivseks muutuda ja teha faage, mis käivitaksid lüütilise tsükli.
Siiski on oluline märkida, et faagid on väga spetsiifilised. See tähendab, et iga tüüp nakatab erinevat tüüpi baktereid. Üks faag võib toimida ainult ühe bakteriliigi ja mitte teiste puhul.
Faagid, mis teismelise päästsid
Pärast seda, kui Holdawaysi ema sai teada faagiteraapiast, ühendasid Great Ormondi tänava haigla arstid Pittsburghi ülikooli Rebekah Dedricki ja Graham Hatfulliga, kellel oli faagikogu. Kogumikku aitas kokku viia teadushariduse liidu faagi jahimeeste genoomika ja evolutsiooniteaduse edendamise (SEA-PHAGES) programm, mis on bakalaureuseõppe kursus. Paljud faagid avastati mulda kaevates.
Pittsburghi ülikooli teadlastel olid katsetamiseks faagid, kuid nad ei teadnud, millised neist tapavad Mycobacterium abscessus bakterid, mis nakatasid Holdaway. Nad veetsid nädalaid baktereid kasvatades ja seda erinevate faagidega ravides. Aastal 2018 bakteriofaag, mida nad nimetasid Muddyks, tappis Petri tassis baktereid.
Ehkki Muddy oli oluline leid, teadsid teadlased, et bakterid võivad ka faagide suhtes resistentseks muutuda. Nad tahtsid leida mitu faagi, mis oleksid võimelised kasutama lüütilist tsüklit teismeliste nakkuse raviks. Kuud hiljem leidsid nad, et faagid ZoeJ ja BP võivad mõjutada ka baktereid. Meeskond pidi ZoeJ ja BP geneetiliselt muundama, et muuta need lüsogeensete asemel lüütilisteks. Nad lõid Holdaway jaoks nendest kolmest faagist ravimikokteili.
Faagiravi
Pittsburghi ülikooli teadlased saatsid oma faagikokteili Londonisse Great Ormondi tänava haiglasse. Selleks ajaks oli Holdawaysi nakkus jätkuvalt levinud ja tal oli ellujäämise tõenäosus 1%. Haigla arstid andsid talle faagide IV ja kasutasid mõnda salve, mida nad nahale määrasid.
Holdaway suutis üheksa päeva pärast haiglast lahkuda. Randme haavad läksid ära, nahk paranes ja maks oli parem. Ta jätkab täna faagiteraapiat. Arstid märkisid, et tal polnud faagidest peaaegu mingeid kõrvaltoimeid. Kuid teadlased kõhklevad seda praegusel ajal täielikuks raviks nimetada.
Ehkki teisi on varem ravitud faagiraviga, teeb Holdawaysi juhtumi ainulaadseks geenitehnoloogiliste bakteriofaagide kasutamine. Teadlased kustutasid faagides geeni ja uusi ei lisanud.
Faagiteraapia tulevik
Teadlased soovivad näha suuri kliinilisi uuringuid enne faagiteraapia toetamist kui bakteriaalsete infektsioonide tõhusat ravi. Anekdootlikud juhtumid, nagu Holdaways, pakuvad lootust, kuid pole piisavalt, et faage saaks lähiajal teie kohalikus apteegis müüa.
Teadlased hoiatavad ka, et faagiteraapia on väga spetsiifiline. Nakkuse tapnud faagid Holdawaysi kehas ei töötanud erinevat bakteritüve põdeva patsiendi jaoks.Hoolimata huvist on faagiraamatukogud endiselt suhteliselt väikesed võrreldes nendega, mis eksisteerivad bakterite jaoks. Selleks, et neist saaks aktsepteeritud ravi, tuleb läbi viia palju rohkem uuringuid.
Faagid vs. antibiootikumid
Üks asi, mis annab faagiuurijatele lootust, on intensiivistumise tõttu kasvav huvi oma valdkonna vastu antibiootikumiresistentsus ümber maailma. Infektsioonid, mida varem raviti ühe antibiootikumiga, muutuvad nüüd mitme ravimi suhtes resistentseks. Kuid faage ei ole ravina hõlpsasti kasutatavad ja need on seotud mitme väljakutsega. Näiteks võtab aega isoleerimine ja õige faagi leidmine, mis võib igat tüüpi baktereid tappa.
Faagide kasutamisel traditsiooniliste antibiootikumide asemel on eeliseid. Faagid ei ründa inimese rakke ja on bakterite suhtes väga spetsiifilised. Need ei häiriks soolestiku mikrobiome ega põhjustaks seedeprobleeme nagu tüüpilised antibiootikumid. Faagid töötavad ka antibiootikumiresistentsete bakterite vastu ja bakteritel on raskem arendada faagidele resistentsust, kuna nende rakud hävitatakse. Faagiteraapial on tulevikus isikupäraseks raviks palju lubadusi.