Бактериофаги

Бактериофаги, или фаги, — самые распространенные и вместе с тем самые загадочные обитатели нашей планеты. Их открыли в начале прошлого века, и в их лице многие ученые увидели спасительное средство от бактериальных инфекций, которого все так долго ждали. Но вскоре началась эра антибиотиков, и о фагах на время забыли. Очередная волна интереса к бактериофагам поднялась на пике развития молекулярной биологии — они стали модельными организмами, которые помогли заглянуть в самую суть жизни. Новое рождение биология фагов переживает прямо на наших глазах. С одной стороны, возросший интерес к ним обусловлен остро вставшей проблемой антибиотикорезистентности. В то же время, стало понятно, что вирусы бактерий — не просто паразиты, но и симбионты, регуляторы, которые образуют глобальную сеть передачи генетической информации в масштабах биосферы. Бактериофаги играют важную роль в биологии вездесущих прокариот, а те, в свою очередь, формируют условия, в которых обитают все эукариотические организмы, включая человека. Этой статьей «Биомолекула» начинает cпецпроект об увлекательном мире бактериофагов.

Использование на практике бактериофагов — вирусов, помогающих бороться с болезнетворными бактериями, — открывает всё новые перспективы. Препараты на основе бактериофагов хорошо себя зарекомендовали и уверенно завоевывают новые ниши на рынке. Появляется всё больше сторонников их применения в ветеринарии и сельском хозяйстве. При глубоком изучении механизма действия и правильном применении бактериофаги способны помочь человеку организовать вокруг себя безопасную окружающую среду — о чем мы и расскажем в очередной публикации спецпроекта.

Растущая антибиотикорезистентность бактерий — серьезная угроза для здравоохранения. В этих условиях актуален поиск альтернативных антимикробных препаратов, и бактериофаги — одни из них. В одноименном спецпроекте мы уже рассказывали об истории открытия этих уникальных биологических агентов и их применении в ветеринарии. А сейчас пришло время поговорить об их возможностях в современной медицине.

В предыдущей статье спецпроекта мы говорили о том, как бактериофагов используют для лечения бактериальных инфекций. Такое применение логически вытекает из самой сути бактериофагов и отражено в их названии. Но «пожиратели бактерий» не так просты. Как мы отмечали в первой статье цикла, они способны проникать в кровь через слизистые оболочки органов, путешествовать по организму человека и взаимодействовать с его собственными клетками. Копнув глубже, ученые открыли многочисленные эффекты фагов, не связанные с уничтожением патогенных микроорганизмов. Например, обнаружили механизмы, работающие против вирусов человека. Это тоже может пригодиться в медицине, так как эффективных противовирусных препаратов до сих пор существует не так много.

Интерес врачей и ученых к применению бактериофагов в лечении бактериальных инфекций продолжает расти во всем мире. Во многом это продиктовано нарастающей проблемой антибиотикорезистентности. У фагопрепаратов есть преимущества, но с их внедрением в клиническую практику возникает немало сложностей. Например, трудно совместить современные требования к клиническим исследованиям и регистрации лекарственных препаратов с необходимостью создавать для пациентов с инфекциями, вызванными разными видами и штаммами микроорганизмов, персонализированные коктейли из фагов. Эксперты ищут пути решения этой проблемы. Перспективный подход продемонстрировали исследователи из Федерального научно-клинического центра реаниматологии и реабилитологии (ФНКЦ РР) и НПЦ «Микромир». В своей работе, опубликованной 14 декабря 2023 года в журнале Antibiotics, они подбирали комбинации бактериофагов не индивидуально для каждого пациента, а с учетом бактерий, циркулирующих в отделении интенсивной терапии.

В этой статье спецпроекта, посвященного бактериофагам, мы посмотрим на вирусы бактерий под несколько иным углом, чем это принято делать. Мы уже рассказывали, как бактериофаги атакуют и уничтожают микроорганизмы, как это свойство можно использовать в ветеринарии, сельском хозяйстве и медицине. Теперь же попытаемся отойти от образа безжалостных хищников и рассмотрим взаимоотношения между фаговыми и бактериальными сообществами во всей их сложности и многогранности. Спойлер: эти отношения далеко не всегда враждебные.

Раны бывают острыми и хроническими, могут возникать от травм, ожогов, из-за диабета и других хронических заболеваний. Когда хирург делает разрез на теле пациента — это тоже особая разновидность раны, операционная. Что же объединяет такие разные повреждения тканей? Все они подвержены бактериальным инфекциям. Потенциально опасные микроорганизмы могут попасть в рану как с поверхности окружающей кожи, так и из внешней среды. Антибиотики не всегда справляются с инфекцией, потому что появляется всё больше устойчивых к ним бактерий. И в таких случаях на помощь приходит новый вид лечения — бактериофаготерапия. О ней поговорим в очередном материале в рамках нашего спецпроекта о бактериофагах.