Бактериофаги. все, что вы хотели о них знать

Жизненный цикл

Умеренные и вирулентные бактериофаги на начальных этапах взаимодействия с бактериальной клеткой имеют одинаковый цикл.

• Адсорбция бактериофага на фагоспецифических рецепторах клетки.
• Инъекция фаговой нуклеиновой кислоты в клетку хозяина.
• Совместная репликация фаговой и бактериальной нуклеиновой кислоты.
• Деление клетки.
• Далее бактериофаг может развиваться по двум моделям: лизогенный либо литический путь.

  Умеренные бактериофаги после деления клетки находятся в состоянии профага (лизогенный путь).

  Вирулентные бактериофаги развиваются по литической модели:

• Нуклеиновая кислота фага направляет синтез ферментов фага, используя для этого белоксинтезирующий аппарат бактерии. Фаг тем или иным способом инактивирует ДНК и РНК хозяина, а ферменты фага совсем расщепляют её; РНК фага «подчиняет» себе клеточный аппарат синтеза белка.
• Нуклеиновая кислота фага реплицируется и направляет синтез новых белков оболочки. Образуются новые частицы фага в результате спонтанной самосборки белковой оболочки (капсид) вокруг фаговой нуклеиновой кислоты; под контролем РНК фага синтезируется лизоцим.
• Лизис клетки: клетка лопается под воздействием лизоцима; высвобождается около 200—1000 новых фагов; фаги инфицируют другие бактерии.

Требования к производственным штаммам

Производственные штаммы бактерий-продуцентов бактериофагов выделяют от больных гнойно-септическими или кишечными инфекциями и получают из бактериологических диагностических лабораторий (желательно расположенных в регионах реализации и потребления лечебно-профилактических бактериофагов). Коллекция производственных штаммов бактерий, используемых в производстве бактериофагов, должна ежегодно обновляться свежевыделенными штаммами от больных не менее чем на одну треть.

Производственные штаммы бактерий должны обладать типичными для каждого вида морфологическими, культуральными, биохимическими и антигенными свойствами, не продуцировать энтеротоксины и не содержать умеренных бактериофагов в своем геноме.

Производственные штаммы бактерий должны лизироваться маточными фагами по методу Аппельмана в титрах не менее чем на 1-2 порядка выше показателей специфической активности конечного продукта. При этом стабильность лизиса должна сохраняться после (48 ± 3) ч инкубирования при температуре 37 оС.

Производственные штаммы бактерий хранят в специальных изолированных помещениях в лиофилизированном состоянии в ампулах при температуре 2 — 8 оС в течение 10 лет и в пробирках с 0,4 — 0,7 % агаризованной питательной средой (на основе гидролизата Хоттингера или МПБ) под стерильным вазелиновым маслом при температуре 2 — 8 оС не более 1 года при регулярном пересеве каждые 2 — 3 мес.

Контрольные штаммы бактерий. При определении специфической активности готовых препаратов бактериофагов в качестве контрольных отбирают штаммы из коллекции производственных штаммов бактерий. Они не должны использоваться при производстве данной серии препарата.

Маточные бактериофаги. Для получения фаговых препаратов используются только вирулентные бактериофаги. Их выделяют из природных источников – клинического материала, сточных вод, почвы, пассируя на штаммах гомологичных видов бактерий – свежевыделенных и производственных. Подбирают высоко активные расы (штаммы) фагов к слаболизирующимся и фагорезистентным штаммам бактерий. Пополнение производственных фаговых рас различными штаммами из природных источников позволяет преодолевать первичную фагоустойчивость возбудителей.

Маточные бактериофаги должны включать только вирулентные фаги с широким диапазоном действия по отношению к штаммам гомологичного вида бактерий, обладать высокой активностью, стабильностью лизиса, специфической направленностью антимикробного действия и высокой «урожайностью». Характеристика кандидатных фаговых рас (штаммов) при отборе может быть дополнена электронно-микроскопическим изучением их морфологии и другими современными молекулярно-биологическими методами (например, методом секвенирования – определения последовательности фаговой ДНК). Хранение производственной коллекции бактериофагов осуществляется на гомологичных бактериальных штаммах при температуре от 2 до 8 оС в течение 5 лет с ежегодным пересевом.

Работа с производственными штаммами бактерий и бактериофагов, а именно регулярное пополнение производственных бактериальных штаммов за счет клинических изолятов и подбор к ним фаговых рас из природных источников, обеспечивает возможность адаптации лечебно-профилактических бактериофагов к циркулирующим возбудителям бактериальных инфекций. Таким образом, возможен выпуск производственных серий бактериофагов целевого назначения. Например, при вспышке или в очаге инфекции, обусловленной фагоустойчивым возбудителем, передача на производство эпидемически значимого бактериального штамма позволит адаптировать препарат из бактериофагов к конкретным эпидемиологическим условиям.

Диапазон действия лечебно-профилактических бактериофагов, их активность в отношении современных возбудителей бактериальных инфекций во многом зависят от организации сбора клинических штаммов.

Показания

Показания для применения препарата Бактериофаг стафилококковый:

• Лечение и профилактика гнойновоспалительных и энтеральных заболеваний, вызванных бактериями рода Staphylococcus у взрослых и детей.
• заболевания уха, горла, носа, дыхательных путей и легких (воспаления пазух носа, среднего уха, ангина, фарингит, ларингит, трахеит, бронхит, пневмония, плеврит);
• хирургические инфекции (нагноения ран, ожоги, абсцесс, флегмона, фурункулы, карбункулы, гидроаденит, панариции, парапроктит, мастит, бурсит, остеомиелит);
• урогенитальные инфекции (уретрит, цистит, пиелонефрит, кольпит, эндометрит, сальпингоофорит);
• энтеральные инфекции (гастроэнтероколит, холецистит), дисбактериоз .кишечника; 
• генерализованные септические заболевания;
• гнойно-воспалитёльные заболевания новорожденных (омфалит, пиодермия, конъюнктивит, гастроэнтероколит, сепсис и др.);
• другие заболевания, вызванные стафилококками.

При тяжелых проявлениях стафилококковой инфекции препарат назначается в составе комплексной терапии.

С профилактической целью препарат Бактериофаг стафилококковый используют для обработки послеоперационных и свежеинфицированных ран, а также для профилактики внутрибольничных инфекций по эпидемическим показаниям.

Важным условием эффективной фаготерапии является предварительное определение чувствительности возбудителя к бактериофагу и раннее применение препарата Бактериофаг стафилококковый;

Что такое бактериофаги?

Бактериофаги, также известные как фаги, представляют собой вирусы, которые инфицируют и размножаются только в бактериальных клетках. Они повсеместно распространены в окружающей среде и признаны самым распространенным биологическим агентом на Земле. Они чрезвычайно разнообразны по размеру, морфологии и геномной организации. Однако все они состоят из генома нуклеиновой кислоты, заключенного в оболочку из кодируемых фагами капсидных белков, которые защищают генетический материал и опосредуют его доставку в следующую клетку-хозяин. Электронная микроскопия позволила детально визуализировать сотни типов фагов, некоторые из которых имеют «головы», «ноги» и «хвосты». Несмотря на это, бактериофаги неподвижны и зависят от броуновского движения для достижения своих целей.

Как и все вирусы, бактериофаги очень видоспецифичны по отношению к своим хозяевам и обычно заражают только один вид бактерий или даже определенные штаммы внутри вида. Как только бактериофаг прикрепляется к восприимчивому хозяину, он реализует одну из двух стратегий репликации: литическую или лизогенную.

Во время цикла литической репликации фаг прикрепляется к восприимчивой бактерии-хозяину, вводит свой геном в цитоплазму клетки-хозяина и использует рибосомы хозяина для производства своих белков. Ресурсы клетки-хозяина быстро превращаются в вирусные геномы и капсидные белки, которые собираются в несколько копий исходного фага. Когда клетка-хозяин умирает, она активно или пассивно лизируется, высвобождая новый бактериофаг для заражения другой клетки-хозяина.

В цикле лизогенной репликации фаг также прикрепляется к восприимчивой бактерии-хозяину и вводит свой геном в цитоплазму клетки-хозяина. Однако геном фага вместо этого интегрируется в хромосому бактериальной клетки или поддерживается как эписомальный элемент, где в обоих случаях он реплицируется и передается дочерним бактериальным клеткам, не убивая их. Интегрированные фаговые геномы называются профагами, а содержащие их бактерии — лизогенами. Профаги могут вернуться в цикл литической репликации и убить своего хозяина, чаще всего в ответ на изменение условий окружающей среды.

Инструкция на Бактериофаг стафилококковый (Способ и дозировка)

Препарат вводится в очаг инфекции. Кратность введений и их размер устанавливают с помощью определения клинической формы заболевания, характера инфекционного очага и стандартных рекомендаций. Средняя длительность лечения составляет 5-15 дней. При случаях рецидивов возможно проведение дополнительных курсов лечения. Инструкция по применению бактериофага стафилококкового для детей и для взрослых несколько отличается. Рекомендации по применению препарата для детей приведены в конце раздела.

Жидкий фаг разрешено применять местно в виде примочек, орошения или тампонирования в объеме до 200 мл учитывая размеры участка поражения. Также для местного применения служит мазь.

Терапию гнойно-воспалительных ограниченных поражений целесообразно проводить как местным, так и пероральным способом в течении 1-4 недель.

При гнойно-воспалительных поражениях горла, уха или носа препарат применяют для полоскания, закапывания, промывания и введения смоченных турунд по 2-10 мл до трех раз в день.

При карбункулах и фурункулах жидкий бактериофаг инъецируется непосредственно в очаг или вокруг него, ежедневно по 0,5-2 мл. Всего за курс лечения производят до 5 инъекций.

Лечение хронических остеомиелитов осуществляют вливанием препарата в рану сразу после хирургической обработки.

При абсцессах бактериофаг инъекционно вводится в полость, опустошенного от гноя очага. При вскрытии абсцесса в рану вводят тампон, смоченный препаратом.

Лечение глубокого пиодермита осуществляют произведением внутрикожных инъекций средства в одно место по 0,1-0,5 мл или в несколько мест в суммарной дозе до 2 мл. Введения производят каждые 24 часа, всего 10 инъекций.

Для введения в брюшную, плевральную, суставную полости используют капиллярный дренаж, вводят до 100 мл бактериофага через день. Всего 3-4 таких введения.

При циститах средство вводят в мочевой пузырь с помощью катетера.

При гнойных бурситах, плевритах или артритах препарат вводят в полость, предварительно опустошенную от гноя по 20 мл через день. Курс лечения составляет 3-4 введения.

Также Стафилококковый бактериофаг используют перорально в виде таблеток при лечении урогенитальных инфекций (цистита, пиелонефрита, пиелита, сальпингоофорита, эндометрита), кишечных инфекций и иных заболеваний, вызванных стафилококком.

Как применять Бактериофаг стафилококковый при кишечных стафилококковых поражениях и дисбактериозе кишечника: препарат используют перорально внутрь натощак трижды в сутки за 2 часа до еды; ректально в виде свечей или клизм препарат назначают один раз вдень. Лечение проводят 7-10 дней.

Новорожденным детям в первые 2 приема препарат разводят равным количеством воды. Также его можно перемешивать с грудным молоком.

При сепсисе или энтероколите у новорожденных средство применяют постановкой высоких клизм до трех раз в сутки. Разрешено сочетание ректального и орального применения.

При терапии пиодермий, омфалитов, гнойных ран у новорожденных препарат используют в виде аппликаций дважды в день и в виде таблеток – по 1 штуке до четырех раз в день. Мазь используют локально с повязками по 5-20 грамм до двух раз в день.

При профилактике энтероколита и сепсиса у новорожденных при опасности развития госпитальной инфекции или внутриутробном инфицировании препарат используют в виде клизм дважды в день на протяжении недели.

В аэрозольной форме Бактериофаг стафилококковый используют с целью орошения пораженных слизистых оболочек и кожи при гнойно-воспалительных поражениях, ожогах, септических ранах и ангине.

Наиболее обосновано применение данного средство в случаях инфицирования антибиотикоустойчивыми штаммами.

Препараты бактериофагов: их использование, преимущества и недостатки

Бактериофаги – это специфические вирусы, разрушающие патогенные и условно-патогенные для человеческого организма бактерии. Эти микроорганизмы безопасны для человека, то есть не могут вызвать развитие заболеваний.

Бактериофаги могут применяться как для лечения, так и для профилактики кишечной патологии.

Для чего применяются?

Бактериофаги применяются в комплексном лечении и профилактике кишечных инфекций. Их использование целесообразно при:

• повторяющихся эпизодах кишечных инфекций;
• резистентности к антибиотикам;
• аллергических реакциях на антимикробные препараты;
• возможном риске тяжелых системных реакций;
• тяжелой сопутствующей хронической патологии;
• маленьком возрасте пациента (до 1 года).

Целесообразность применения того или иного бактериофага определяет врач-инфекционист или гастроэнтеролог. Для начала такого специфического лечения необходимо специфическое подтверждение диагноза кишечной инфекции, то есть обнаружение патогенной бактерии в биологической жидкости пациента.

Механизм действия бактериофагов

По механизму действия различают такие виды:

• Умеренные бактериофаги. Внедряются в бактериальную клетку, изменяют некоторые процессы ее метаболизма, но не оказывают прямого цитопатического эффекта. Клетка патогенной бактерии погибает в результате прекращения важнейших биохимических реакций.
• Вирулентные (патогенные) бактериофаги. Разрушают клетку патогенной бактерии, то есть вызывают ее лизис, поэтому называются фаголизатами. После разрушения патогенной бактериальной клетки наружу выходят фаговые клетки, которые могут заражать и разрушать новые бактериальные клетки.

Бактериофаги, даже поливалентные не оказывают какого-либо воздействия на собственную нормальную микрофлору кишечника. Все виды фаголизатов действуют только в просвете кишечника, то есть не всасываются и не попадают в системный кровоток. Именно поэтому вероятность побочных эффектов у пациентов любого возраста практически нулевая.

Преимущества и недостатки бактериофагов

Некоторые преимущества бактериофагов можно рассматривать как оборотную сторону медали, то есть определенное достоинство рассматривается как недостаток.

Сравнение бактериофагов и антибиотиков

Сравнивать бактериофаги и антибиотики не совсем правильно, так как это разные фармацевтические группы. Следует отметить несколько наиболее важных моментов:

антибиотики обладают широким спектром действия (против многих бактерий), а бактериофаги узкоспецифичны;
для назначения бактериофага нужно знать вид микроба, а при антибиотикотерапии это не всегда важно;
длительность применения бактериофагов больше, чем антибиотиков;
к бактериофагам не развивается устойчивость, а к антибиотикам развивается;
бактериофаги не вызывают системных побочных эффектов в отличие от антибиотиков;
бактериофаги можно применять пациентам любого возраста, а антибиотики имеют возрастные ограничения.

Решающее слово в выборе антибиотика или бактериофага принадлежит врачу.

Можно ли принимать препараты бактериофагов для профилактики?

Бактериофаги – это лекарственные средства для лечения и профилактики кишечных инфекций. Следует отметить, что профилактический эффект бактериофага сохраняется недолго – не более суток. Для предотвращения заражения тем или иным возбудителем кишечной инфекции необходимо постоянно пить бактериофаг, что технически невозможно.

Целесообразно использовать это лекарственное средство при высоком риске инфицирования, например, при непосредственном контакте с больным кишечной инфекцией.

Способы эксплуатации

Вирусы бактериофаги находят свое широкое применение в терапии антибактериального типа, которая служит альтернативой антибиотикам. Среди организмов, которые могут быть применимы, чаще всего выделяют: стрептококковых, стафилококковых, клебсиеллезных, коли, протейных, пиобактериофагов, полипротейновых и дизентерийных.

На территории РФ в медицинских целях зарегистрировано и применимо на практике тринадцать медикаментозных веществ, основанных на фагах. Как правило, такие способы борьбы с инфекциями применяются в том случае, когда традиционная форма лечения не приводит к значительным изменениям, что обуславливается слабой чувствительностью возбудителя к самому антибиотику или полному сопротивлению. На практике использование бактериофагов приводит к быстрому и качественному достижению желаемого успеха, но для этого необходимо присутствие биологической мембраны, укрытой слоем полисахаридов, сквозь которые антибиотикам проникнуть не удается.

Терапевтический тип применения представителей фагов не находит поддержания на Западе. Однако часто применяется для борьбы с бактериями, вызывающими пищевое отравление. Многолетние опыты по исследованию деятельности бактериофагов показывают нам, что наличие, например, дизентерийного фага в общем пространстве городов и сел обуславливает подвергание пространства профилактическим мерам.

Инженеры-генетики эксплуатируют бактериофагов, как векторы, при помощи которых осуществляется перенос участков ДНК. А также с их участием протекает передача геномной информации между взаимодействующими клетками бактерий.

Фаговый дисплей

В наши дни бактериофаги широко применяются также в качестве простых систем для наработки белков с заданными свойствами. Речь идет о разработанной в 1980-х гг. крайне эффективной молекулярно-селекционной методике — фаговом дисплее. Этот термин был предложен американцем Дж. Смитом, который доказал, что на основе бактериофагов кишечной палочки можно создать жизнеспособный модифицированный вирус, несущий на своей поверхности чужеродный белок. Для этого в фаговый геном внедряется соответствующий ген, который сливается с геном, кодирующим один из поверхностных вирусных белков. Такие модифицированные бактериофаги можно выделить из смеси с фагами дикого типа благодаря способности «чужого» белка связываться со специфичными антителами (Smith, 1985).

Из экспериментов Смита последовало два важных вывода: во-первых, используя технологию рекомбинантных ДНК, можно создавать огромные по разнообразию популяции численностью 106–1014 фаговых частиц, каждая из которых несет на своей поверхности разные варианты белков. Такие популяции назвали комбинаторные фаговые библиотеки. Во-вторых, выделив из популяции конкретный фаг (например, обладающий способностью связываться с определенным белком или органической молекулой), можно этот фаг размножить в бактериальных клетках и получить неограниченное число потомков с заданными свойствами.

С помощью фагового дисплея сегодня производят белки, которые могут избирательно связываться с терапевтическими мишенями, например, экспонированные на поверхности фага М13, способные узнавать и взаимодействовать с опухолевыми клетками. Роль этих белков в фаговой частице заключается в «упаковке» нуклеиновой кислоты, поэтому они хорошо подходят для создания препаратов генотерапии, только в этом случае они формируют частицу уже с терапевтической нуклеиновой кислотой.

На сегодня можно выделить два основных направления применения фагового дисплея. Технология на основе пептидов используется для исследования рецепторов и картирования сайтов связывания антител, создания иммуногенов и нановакцин, а также картирования сайтов связывания субстратов у белков-ферментов. Технология на основе белков и белковых доменов — для отбора антител с заданными свойствами, изучения белок-лигандных взаимодействий, скрининга экспрессируемых фрагментов комплементарной ДНК и направленных модификаций белков.

С помощью фагового дисплея можно вносить узнающие группировки во все виды поверхностных вирусных белков, а также в основной белок, формирующий тело бактериофага. Вводя в поверхностные белки пептиды с заданными свойствами, можно получить целый спектр ценных биотехнологических продуктов. Например, если этот пептид будет имитировать белок опасного вируса или бактерии, узнаваемый иммунной системой, то такой модифицированный бактериофаг представляет собой вакцину, которую можно просто, быстро и безопасно наработать.

Если же концевой поверхностный белок бактериофага «адресовать» на раковые клетки, а к другому поверхностному белку присоединить репортерные группы (например, флуоресцирующие или магнитные), то получится средство для обнаружения опухолей. А если к частице присоединить еще и цитотоксический препарат (а современная биоорганическая химия позволяет легко это сделать), то получится лекарство, направленно действующее на раковые клетки.

Одним из важных применений метода фагового дисплея белков является создание фаговых библиотек рекомбинантных антител, где антигенсвязывающие фрагменты иммуноглобулинов расположены на поверхности фаговых частиц fd или М13. Особый интерес представляют библиотеки антител человека, поскольку такие антитела могут быть использованы в терапии без ограничения. В последние годы только на фармацевтическом рынке США продается около полутора десятка терапевтических антител, сконструированных с использованием этого метода.

Читаем

• У ребенка не бывает только один вид искривления позвоночника. Чем старше человек, тем больше факторов влияет на формирование сколиоза. Чаще всего он проявляется в периоды интенсивного роста ребенка и при эмоциональном напряжении.

• Значительную часть «страданий» от недостатка секса люди склонны придумывать себе сами. Психологические мучения вызваны осознанием несоответствия неким «общепринятым» стандартам полноценности.

• Термин «здоровый образ жизни» используется достаточно часто, особенно при рассмотрении распространенных причин различных заболеваний и рекомендаций по недопущению развития болезней и поддержанию хорошего самочувствия.

• Основной задачей восстановительной хирургии орбиты является не только восстановление анатомии глазницы, но и сохранение зрительных функций.

• На сегодняшний день медицине под силу справиться практически со всеми формами женского и мужского бесплодия. Лечение зависит от причины бесплодия и результатов обследования.

Систематика бактериофагов

Большое количество выделенных и изученных бактериофагов определяет необходимость их систематизации. Этим занимается Международный комитет по таксономии вирусов (ICTV). В настоящее время, согласно Международной классификации и номенклатуре вирусов, бактериофаги разделяют в зависимости от типа нуклеиновой кислоты и морфологии.

На данный момент выделяют девятнадцать семейств. Из них только два РНК-содержащих и только пять семейств имеют оболочку. Из семейств ДНК-содержащих вирусов только два семейства имеют одноцепочечные геномы. У девяти ДНК-содержащих семейств геном представлен кольцевой ДНК, а у других девяти — линейной. Девять семейств специфичны только для бактерий, остальные девять только для архей, а (Tectiviridae) инфицирует как бактерий, так и архей.

Ответы на самые частые вопросы

Можно ли передозировать бактериофаг?

Случаи передозировки не описаны. В организме фаг направляется в очаг инфекции, где есть его жертва. Он размножается до тех пор, пока есть ЕГО бактерии. После этого он выводится из организма естественным путем.

Развивается ли устойчивость к фагам?

Как утверждают специалисты НПО «Микроген», устойчивость к ним не развивается. Прежде всего потому, что они сами постоянно эволюционируют. Но в интернете можно найти публикации, где это утверждение оспаривается.

Как часто можно принимать Бактериофаги?

Так часто, как это требуется.

Можно ли принимать фаг совместно с другими препаратами?

Бактериофаги совместимы с любыми препаратами.

Бывают ли побочные эффекты от фагов?

Крайне редко. В составе бактериофага есть консервант, может быть индивидуальная непереносимость его.

Можно ли использовать Бактериофаг без анализа на чувствительность к нему возбудителя?

Можно, если денег не жалко. Этот возбудитель может быть нечувствителен к фагу. Каждая бактерия имеет несколько штаммов (разновидностей), один штамм может быть чувствителен к фагу, а другой нет.

Можно ли рекомендовать бактериофаги покупателям?

Теоретически поливалентные фаги (Секстафаг, Пиобактериофаг) рекомендовать можно, тем более, что эти средства — безрецептурные. Но практически фаг может оказаться неэффективным, если возбудитель к нему нечувствителен.

К кому придут с претензиями?

Правильно! К Вам.

Так что, пусть лучше ответственность за назначение фага берет на себя врач.

Почему фаг может оказаться неэффективным?

1. Не сделан анализ на флору и чувствительность к бактериофагу.

2. Неадекватная дозировка. Или врач выбрал не лучший в данной конкретной ситуации способ введения бактериофага.

3. Не долечились. Средний курс лечения фагом: 7-14 дней. При необходимости врач может его продлить.

4. Были нарушены условия хранения и использования.

5. Некоторые микроорганизмы способны образовывать в органах биопленки. Это конгломераты бактерий, куда не могут проникнуть ни фаги, ни антибиотики.

Как правильно перевозить фаги?

Производитель пишет, что допускается транспортировка при температуре от 9 до 25 градусов не более 1 месяца.

Что такое Отофаг, Фагодент, Фагодерм, Фагогин?

Это косметические гели с бактериофагами для гигиены и нормализации микрофлоры уха, полости рта, интимной сферы, кожи и мягких тканей. Их производит не НПО «Микроген», а другая компания.

Что лучше: использовать фаг вместе с антибиотиком или отдельно?

В каждой конкретной ситуации это решает врач. Мое мнение: если их использовать вместе, все равно это не убережет от негативных последствий применения антибиотика. Поэтому если можно обойтись без антибиотика, лучше использовать один бактериофаг.

Удивительная случайность (как всегда)

Израильская ученая Зохар Эрез с коллегами изучала бактерий, зараженных фагами группы SPbeta: пыталась обнаружить, секретируют ли какие-либо молекулы, подготавливающие собратьев к фаговой атаке. Через три часа после заражения исследователи начали ловить в бактериальной культуре молекулы, которые могли бы предотвратить дальнейшую инфекцию. К своему удивлению они выделили белок не бактериального, а фагового происхождения. Этот маленький пептид синтезировал вирус phi3T, блокируя тем самым лизис клеток и стимулируя лизогению , .

Эрез секвенировала геном бактериофага и идентифицировала ген, кодирующий нужный белок из 43-х аминокислотных остатков. Пептид получил название AimP. Он оказался поразительно похожим на сигнальные белки B. subtilis (в том числе вовлеченные в quorum sensing). Во время фаговой инфекции от синтезированного AimP ферментативно отрезался и секретировался во внешнюю среду пептид из шести аминокислот, который назвали арбитриумом (от лат. arbitrium — «решение») .

Рисунок 1. Фаги используют сигнальные пептиды для общения. а — После заражения бацилл фагом phi3T синтезируется вирусный белок AimP, от которого отрезается и секретируется из клетки маленький пептид арбитриум. б — Арбитриум попадает в другую клетку с помощью олигопептидной пермеазы, OPP. Если концентрация пептида мала, то развитие фага в этой клетке идет по литическому пути, и клетка разрушается. в — Высокая концентрация арбитриума способствует встраиванию вирусного генома в ДНК бациллы, клетка выживает, а другой phi3T уже не может ее инфицировать.

, рисунок адаптирован

Факт 6: Бактериофаги используются для борьбы с вредоносными бактериями

Ученые выделили бактериофагов, которые разрушают клостридиум диффициле, влияющих на пищеварительную систему, вызывая диарею и колит. Лечение этого типа инфекций бактериофагами дает возможность сохранить хорошие кишечные бактерии, уничтожая только клостридиум диффициле.

Бактериофаги рассматриваются в качестве отличной альтернативы антибиотикам. Из-за чрезмерного употребления антибиотиков устойчивые штаммы бактерий становятся все более распространенными. Бактериофаги также используются для уничтожения других вредоносных бактерий, включая лекарственно-устойчивые кишечную палочку и золотистый стафилококк.

Антибиотики и бактериофаги – оружие против одного врага

Сегодня существующие антибиотики в большинстве случаев все еще работают. Но ученые уже назвали борьбу с бактериями «главным вызовом времени». Проблема антимикробной резистентности рассматривается на глобальном уровне, и мировое научное сообщество активно ищет пути ее решения. Конечно, первый выход из ситуации – это создание новых видов антибиотиков. Но на разработку одного препарата, его клинические испытания и внедрение в массовое производство уходит в среднем 10 лет. Второй явный минус – это стоимость: создание нового антибиотика обходится в миллиарды долларов.

Поэтому ученые все чаще стали вспоминать «старую» альтернативу антибиотикам – бактериофаги. Как отмечают эксперты отрасли, создание бактериофага обходится в десятки раз дешевле, чем антибиотика. Но главное преимущество фагов – не в стоимости, а в их способности изменяться вслед за бактерией. Кроме того, бактериофаги не имеют побочных эффектов и не нарушают естественную флору организма.

Структура типичного миовируса бактериофага

Тем не менее антибиотики никуда не исчезнут с полок аптек и из арсенала врачей. Как отмечают специалисты, антибиотики и бактериофаги – оружие против одного врага. Только действуют они по-разному. Антибиотики можно сравнить с тяжелой артиллерией. Они необходимы, когда действовать нужно быстро, и возможные побочные эффекты меркнут перед критическим состоянием пациента. Бактериофаги – это снайпер, который прицельно уничтожает только один вид бактерий.

Действительно, плюс антибиотиков – отсутствие узкой специализации. Один антибиотик способен лечить довольно широкий круг бактериальных инфекций. Но, как уже отмечалось выше, не обходится без побочных эффектов – от антибиотиков страдают не только инфекционные бактерии, но и полезные бактерии нашей микрофлоры. Поэтому длительное употребление антибиотиков нередко вызывает дисбактериоз.

Бактериофаги обладают узкой специализацией, поэтому для каждой бактерии нужно выделить свой терапевтический фаг. Положительная сторона такой специализации – более «прицельный» удар: ликвидируется только инфекционная бактерия, а полезные не страдают.