Чем вы можете заменить антибиотики? Средством без побочных эффектов
Война ведется миллионы лет, убивая триллионы, в то время как мы этого даже не замечаем. Ведет ее одно из самых смертоносных существ на нашей планете – бактериофаг (или просто фаг) – вирус, который поражает бактерии.
Фаги выглядят так, будто их создали искусственным путем. Их голова в форме икосаэдра (многогранника из 20 граней и 30 ребер) содержит генетический материал вируса и прикреплена к длинному хвосту, имеющему похожие на ноги волокна.
Бактериофаги убивают только бактерии. До 40% бактерий в океанах погибают от них ежедневно. Каждый фаг специализируется на отдельном виде бактерий или на группе из нескольких близко родственных между собой бактерий.
Когда фаг находит нужную ему бактерию, он прикрепляет свои хвостовые волокна к рецепторам и использует шприц для прокола поверхности. После этого он вводит свою генетическую информацию. Через несколько минут бактерия захватывается. Теперь она вынуждена производить новых фагов. Производство прекращается только тогда, когда бактерия оказывается полностью заполнена бактериофагами. На последнем этапе они выделяют эндолизин - мощный фермент, который делает дыру в бактерии. В конце концов, бактерия рвется на части и погибает. Новые фаги освобождаются и начинают цикл заново.
Фаги и люди
В прошлом человек при условии занесения бактерий в рану мог умереть от любой царапины, однако затем английский врач Александр Флеминг научился выделять пенициллин из плесневых грибов. Так появились антибиотики. Они были настолько эффективны, что люди перестали думать о бактериях как о монстрах и смертность значительно сократилась.
Со временем люди начали использовать антибиотики все больше и больше по менее и менее серьезным причинам. В результате, бактерии стали устойчивы к антибиотикам и появились супербактерии – почти не восприимчивые к лекарствам людей. По оценкам ученых, к 2050 году супербактерии будут убивать больше людей в год, чем рак.
Те дни, когда порез или инфекция мочевого пузыря могли убить вас или ваших близких, возвращаются. Только в США ежегодно около 23 тысяч людей умирают от резистентных бактерий.
Как фаги спасут нас
Наше спасение – это фаги, которые мы можем ввести в наши тела, чтобы помочь вылечить инфекции. Но разве вводить миллионы вирусов в организм – это хорошая идея? Бактериофаги – очень специализированный убийцы бактерий. Настолько специализированные, что люди к ним совершенно невосприимчивы. Так, мы сталкиваемся с миллионами фагов каждый день, но мы просто вежливо игнорируем друг друга.
Почему фаги лучше антибиотиков
Антибиотики, как воздушная бомбардировка, убивают все – в том числе, хороших бактерий в нашем кишечнике, которым мы не хотим навредить. В то же время фаги похожи на управляемые ракеты, атакующие только то, что они должны. А что насчет выработки устойчивости? На протяжении многих тысяч лет фаги эволюционировали на ряду с бактериями, поэтому справляются с ними и по сей день.
Бактериофаги атакуют бактерию
Это делает фаги умным оружием, которое постоянно совершенствует свои навыки убийцы. Но даже если бактерии станут восприимчивы к нашему фагу, мы все равно сможем победить: оказывается, чтобы стать устойчивыми даже к нескольким видам фагов, бактерии должны отказаться от устойчивости к антибиотикам.
История пациента, у которого не осталось другой надежды
Одна из самых вредоносных бактерий заразила грудную полость человека. От природы эта бактерия устойчива к большинству видов антибиотиков и может пережить даже спиртосодержащий гель для рук. Больной страдал на протяжении нескольких лет, пока ему не ввели несколько тысяч фагов непосредственно в грудную полость вместе с антибиотиками, к которым бактерии были невосприимчивы. Через несколько недель инфекция полностью исчезла.
К сожалению, такое лечение все еще является экспериментальным и фармацевтические компании неохотно вкладывают в него деньги. Однако в 2016 году началось крупнейшее на сегодня фаговое клиническое исследование. Фаги получают все больше и больше внимания. Эпоха, в которой антибиотики были нашим супероружием, подходит к концу.
Источник: Kurzgesagt
Комментарии