Περιεχόμενο
- Η ιστορία της Isabelle Holdaways
- Πώς φάγοι σκοτώνουν τα βακτήρια
- Οι φάγοι που έσωσαν έναν έφηβο
- Θεραπεία φάγου
- Το μέλλον της Φάγιας Θεραπείας
- Φάγοι εναντίον αντιβιοτικών
Όταν η Isabelle Holdaway ανέπτυξε σοβαρή βακτηριακή λοίμωξη μετά από μεταμόσχευση πνεύμονα, είχε λίγες επιλογές για θεραπεία. Η λοίμωξη εξαπλώθηκε σε όλο το σώμα της και ήταν ανθεκτική στα αντιβιοτικά. Ωστόσο, έκανε μια εκπληκτική αποκατάσταση χάρη στους γενετικά τροποποιημένους ιούς που σκότωσαν τα βακτηρίδια.
Η ιστορία της Isabelle Holdaways
Η Isabelle Holdaway ήταν 15 ετών όταν είχε μεταμοσχεύσει πνεύμονα λόγω κυστικής ίνωσης. Δεδομένου ότι η μεταμόσχευση οργάνων απαιτεί από τους ασθενείς να λαμβάνουν φάρμακα που καταστέλλουν το ανοσοποιητικό τους σύστημα, το Holdaway ήταν ευαίσθητο σε λοιμώξεις. Οι γιατροί πιστεύουν ότι είχε ήδη το Mycobacterium abscessus βακτήρια στο σύστημά της, επειδή είναι κοινή μεταξύ των ασθενών με κυστική ίνωση.
Τα ανοσοκατασταλτικά φάρμακα επέτρεψαν στα βακτήρια να ξεφύγουν από τον έλεγχο στο σώμα της. Έχει αναπτύξει μια σοβαρή λοίμωξη στο στήθος, το ήπαρ, τον κορμό και άλλα μέρη του σώματος. Η λοίμωξη ήταν ανθεκτική στα αντιβιοτικά, έτσι οι γιατροί στο νοσοκομείο Great Ormond Street στο Ηνωμένο Βασίλειο έστειλαν το σπίτι της για παρηγορητική φροντίδα με λίγη ελπίδα για ανάκαμψη.
Η μητέρα Holdaways διερεύνησε τις επιλογές θεραπείας online και ανακάλυψε θεραπεία φάγου. Οι φάγοι είναι ιοί που μπορούν να εξοντώσουν τα βακτηρίδια και οι ερευνητές τους έχουν πειραματιστεί εδώ και πολλά χρόνια. Το Holdaway έλαβε μια πειραματική θεραπεία φάγου που έσωσε τη ζωή της.
Πώς φάγοι σκοτώνουν τα βακτήρια
Οι βακτηριοφάγοι ή οι φάγοι είναι ιοί που μπορούν να εξοντώσουν τα βακτηρίδια. Αν και έχουν διαφορετικά σχήματα και μεγέθη, οι φάγοι τείνουν να έχουν είτε DNA είτε RNA. Ανακαλύφθηκε στη δεκαετία του 1900, οι φάγοι βοήθησαν στη θεραπεία βακτηριακών λοιμώξεων όπως η χολέρα. Ωστόσο, η ανακάλυψη πενικιλλίων το 1928 μετατόπισε το επίκεντρο μακριά από τους φάγους, καθώς τα αντιβιοτικά έγιναν δημοφιλή.
Δεδομένου ότι οι φάγοι είναι ιοί, δεν μπορούν να αναπαραχθούν χωρίς να μολύνουν έναν ξενιστή. Οι βακτηριοφάγοι τείνουν να ακολουθούν δύο γενικές διαδικασίες για τη μόλυνση των βακτηρίων: τον λυτικό κύκλο και τον λυσογόνο κύκλο. Στο λυτικού κύκλου, οι φάγοι μολύνουν τα βακτήρια, αναλαμβάνουν τα κύτταρα και τα χρησιμοποιούν για να φτιάξουν περισσότερους φάγους μέχρι να λυθούν ή να σκάσουν τα κύτταρα.
Στο λυσογόνου κύκλου, οι φάγοι μολύνουν τα βακτήρια, εισάγουν το DNA τους στις γενετικές πληροφορίες των βακτηρίων και τα κύτταρα περιλαμβάνουν το DNA κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης. Αυτό το κομμάτι του DNA φάγου ονομάζεται prophage. Μπορεί να γίνει ενεργή και να φάγοι, που θα ξεκινήσουν τον λυτικό κύκλο.
Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι φάγοι είναι πολύ συγκεκριμένοι. Αυτό σημαίνει ότι κάθε τύπος μολύνει έναν διαφορετικό τύπο βακτηρίων. Ένας φάγος μπορεί να λειτουργήσει μόνο σε ένα είδος βακτηρίων και όχι σε άλλους.
Οι φάγοι που έσωσαν έναν έφηβο
Αφού η μητέρα Holdaways γνώρισε τη θεραπεία φάγου, οι γιατροί στο νοσοκομείο Great Ormond Street που συνδέονταν με τον Rebekah Dedrick και τον Graham Hatfull στο Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ που είχε μια συλλογή φάγων. Η Ένωση Φοιτητικών Επιστημών, η οποία είναι ένα προπτυχιακό πρόγραμμα έρευνας, συνέβαλε στη συγκέντρωση της συλλογής. Πολλοί φάγοι ανακαλύφθηκαν με απλά σκάψιμο στο έδαφος.
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Πίτσμπουργκ είχαν τους φάγους για πειραματισμό, αλλά δεν ήξεραν ποιες θα τους σκότωναν Mycobacterium abscessus τα βακτήρια που μολύνθηκαν το Holdaway. Πέρασαν εβδομάδες καλλιέργεια βακτηρίων και την επεξεργασία τους με διαφορετικούς φάγους. Το 2018, ένας βακτηριοφάγος που ονομάζεται Muddy σκότωσε βακτηρίδια σε ένα πιάτο Petri.
Αν και ο Muddy ήταν ένα σημαντικό εύρημα, οι ερευνητές γνώριζαν ότι τα βακτήρια θα μπορούσαν να γίνουν ανθεκτικά και στους φάγους. Ήθελαν να βρουν πολλαπλούς φάγους ικανοί να χρησιμοποιήσουν τον λυτικό κύκλο για να θεραπεύσουν τη λοίμωξη των εφήβων. Μήνες αργότερα, βρήκαν ότι οι φάγοι ZoeJ και BPs θα μπορούσαν επίσης να επηρεάσουν τα βακτηρίδια. Η ομάδα έπρεπε να τροποποιήσει γενετικά ZoeJ και BPs για να τα κάνει λυτικά αντί για λυσογόνο. Δημιούργησαν ένα κοκτέιλ φαρμάκου αυτών των τριών φάγων για το Holdaway.
Θεραπεία φάγου
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Πίτσμπουργκ έστειλαν το κοκτέιλ φάγου τους στο νοσοκομείο Great Ormond Street στο Λονδίνο. Σε αυτό το σημείο, η μόλυνση του Holdaways εξακολούθησε να εξαπλώνεται και είχε πιθανότητα επιβίωσης 1%. Οι γιατροί στο νοσοκομείο της έδωσαν ένα IV από τους φάγους και χρησιμοποίησαν μερικά σε ένα σάλιο, το οποίο εφάρμοσαν στο δέρμα της.
Το Holdaway ήταν σε θέση να εγκαταλείψει το νοσοκομείο μετά από εννέα ημέρες. Οι πληγές στον καρπό της έφυγαν, το δέρμα της βελτιώθηκε και το συκώτι ήταν καλύτερα. Συνεχίζει να λαμβάνει θεραπεία φάγων σήμερα. Οι γιατροί σημείωσαν ότι είχε «σχεδόν καθόλου παρενέργειες» από τους φάγους. Ωστόσο, οι ερευνητές διστάζουν να το ονομάσουν μια πλήρη θεραπεία αυτή τη στιγμή.
Αν και άλλοι έχουν υποβληθεί σε θεραπεία με φάγους στο παρελθόν, αυτό που κάνει την περίπτωση Holdaways μοναδική είναι η χρήση γενετικά τροποποιημένων βακτηριοφάγων. Οι ερευνητές διέγραψαν ένα γονίδιο στους φάγους και δεν πρόσθεσαν νέες.
Το μέλλον της Φάγιας Θεραπείας
Οι επιστήμονες θέλουν να δουν μεγάλες κλινικές μελέτες πριν υποστηρίξουν τη θεραπεία φάγου ως αποτελεσματική θεραπεία για βακτηριακές λοιμώξεις. Ανεπενδυτικές περιπτώσεις, όπως Holdaways, παρέχουν ελπίδα, αλλά δεν επαρκούν ώστε οι φάγοι να πωλούνται στο τοπικό φαρμακείο σας σύντομα.
Οι ερευνητές επίσης προειδοποιούν ότι η θεραπεία φάγου είναι ιδιαίτερα εξειδικευμένη. Οι φάγοι που σκότωσαν τη μόλυνση στο σώμα Holdaways δεν δούλεψαν για έναν ασθενή με διαφορετικό στέλεχος των βακτηριδίων.Παρά το ενδιαφέρον, οι βιβλιοθήκες φάγου εξακολουθούν να είναι σχετικά μικρές σε σύγκριση με εκείνες που υπάρχουν για τα βακτηρίδια. Προκειμένου να γίνουν μια αποδεκτή θεραπεία, θα πρέπει να διεξαχθεί πολύ περισσότερη έρευνα.
Φάγοι εναντίον αντιβιοτικών
Ένα πράγμα που δίνει στους ερευνητές φάγους ελπίδα είναι το αυξανόμενο ενδιαφέρον για τον τομέα τους λόγω της εντατικοποίησης αντοχή στα αντιβιοτικά σε όλο τον κόσμο. Οι λοιμώξεις που έχουν υποβληθεί σε θεραπεία με ένα αντιβιοτικό είναι πλέον ανθεκτικές σε πολλαπλά φάρμακα. Ωστόσο, οι φάγοι δεν είναι εύκολο να χρησιμοποιηθούν ως θεραπεία και έρχονται με πολλαπλές προκλήσεις. Για παράδειγμα, χρειάζεται χρόνος για να απομονωθεί και να βρεθεί ο σωστός φάγος που μπορεί να σκοτώσει κάθε τύπο βακτηρίων.
Υπάρχουν πλεονεκτήματα στη χρήση φάγων αντί των παραδοσιακών αντιβιοτικών. Οι φάγοι δεν προσβάλλουν τα κύτταρα ενός ανθρώπου και είναι ιδιαίτερα εξειδικευμένοι για τα βακτηρίδια. Δεν θα διαταράξουν το μικροβιακό έντερο και θα προκαλέσουν πεπτικά προβλήματα όπως τα τυπικά αντιβιοτικά. Οι φάγες δουλεύουν επίσης σε ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια και είναι πιο δύσκολο για τα βακτήρια να αναπτύξουν αντίσταση στους φάγους επειδή τα κύτταρα τους καταστρέφονται. Η θεραπεία φάγου έχει πολλές υποσχέσεις ως εξατομικευμένη θεραπεία στο μέλλον.