Материал предоставлен Международной общественной организацией “Наука и техника”(www.n-t.org)
• ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ
Альтернатива антибиотикам
Антибиотикотерапия, десятилетиями используемая для лечения бактериальных заболеваний, порождает всемирное распространение и засилье антибиотикоустойчивых штаммов. На смену традиционным профилактическим и лечебным методам химического воздействия приходит фаготерапия — уничтожение вредоносных бактерий естественными средствами.
Спектр бактериальных заболеваний чрезвычайно разнообразен: от поражения кожи и слизистой оболочки кишечника до нервного паралича конечностей и головного мозга. Немногим более полувека назад антибиотики произвели революцию в медицине, превратив такие смертельные недуги, как туберкулез, в обыкновенное инфекционное заболевание, которое удается вылечить без проблем с помощью доступных и недорогих медицинских препаратов. Однако со временем бактерии под действием антибиотиков генетически изменяются, приобретают устойчивость к яду, и последующее химическое воздействие становится неэффективным.
Со времени первого упоминания о фагах прошло около ста лет. В 1896 г. Ханкин, изучая сильное антибактериальное действие вод индийских рек Ганга и Джумны, впервые описал агент, который легко проходит через запретные для бактерий мембранные фильтры и вызывает лизис (разрушение) микробов. В 1917 году французский бактериолог Феликс Д’Эрль из Института Пастера предложил для найденных агентов название «бактериофаги» — пожиратели бактерий. А в 1921 году Брайон и Мэйсон впервые описали успешный способ лечения кожных заболеваний с помощью стафилококкового бактериофага. Некоторое время фаги пытались использовать для лечения различных заболеваний, но с открытием в 40-е годы эффективных антибиотиков внимание исследователей и врачей полностью переключилось на химические препараты. Бактериофаги оставались невостребованными медициной вплоть до последнего времени, когда последствия применения антибиотиков полностью не изменили свойства заразной микрофлоры.
Строение бактериофага и болезнетворной клетки.
Взаимодействие бактериофага с болезнетворной клеткой.
И до сих пор основным средством лечения бактериальных заболеваний остаются химические препараты. В любой аптеке вам предложат широкий выбор существующих на настоящее время антибиотиков, а вот о бактериофагах подчас не знают даже фармацевты. Впрочем, ситуация быстро меняется, и ныне ведущие инфекционисты Запада, как, например, Элизабет Картер и Карл Мерил, прогнозируют, что в скором времени фаготерапия станет настоящим прорывом в борьбе с инфекциями. Налаживание производства фагов идет на Западе ускоренными темпами. Западные аналитики полагают, что через десять лет производство бактериофагов станет одной из лидирующих отраслей в фармацевтической промышленности.
Ныне установлено, что бактериофаги представляют собой разновидность вирусов — микроскопических неклеточных образований, состоящих из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки, иногда содержащей липиды. Все вирусы видоспецифичны и способны размножаться только в живых клетках-хозяевах. Наряду с вирусами растений и животных существуют и вирусы бактерий. В отличие от антибиотиков, специфические бактериофаги способны оказывать действие на определенные патогенные микробы, не нарушая естественного баланса нормальной микрофлоры высшего организма. Их выборочное влияние обусловлено природой взаимодействия с бактериями: контактом белков-сенсоров фага с белками-рецепторами (или характерными липидами) клеточной стенки бактерии. Проникнув внутрь болезнетворной клетки, фаг переключает генетический механизм роста клетки на воспроизводство себе подобных фагов. Последние, вдоволь размножившись, разрывают оболочку клетки-хозяина и лавиной атакуют другие микробы. Весь процесс от начала атаки одиночных фагов до воспроизводства целого полчища из десятков тысяч новобранцев занимает около тридцати минут. Полное освобождение от паразитов в организме происходит за считанные часы. При этом, разрушая определенный вид бактерий до последнего представителя, фаги не атакуют и не разрушают другие виды, широко представленные в организме и выполняющие полезные функции.