Sposób na oporne drobnoustroje – bakteriofagi

Bakteriofagi, czyli wirusy atakujące bakterie, mogą pomóc w walce z opornymi na antybiotyki infekcjami. Ich zastosowanie w leczeniu trudnych zakażeń szpitalnych i biofilmów bada dr Bartłomiej Grygorcewicz z Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego.

Badania dr. Bartłomieja Grygorcewicza są szczególnie istotne w dobie narastającej antybiotykooporności drobnoustrojów. Coraz częściej współczesna medycyna walczy z tzw. superbakteriami, szczepami, które oporne są na działania zwalczające, w tym antybiotyki. Tymczasem patogeny te są poważnym zagrożeniem dla zdrowia publicznego, a liczba zakażeń nimi rośnie na całym świecie.

Zakażenia bakteriami opornymi to jedno z największych wyzwań współczesnej medycyny

Jak wskazuje Światowa Organizacja Zdrowia, rozwój nowych antybiotyków w ostatnim czasie praktycznie się zatrzymał. W tej grupie w ciągu ostatnich dekad stworzono tylko 2-3 nowe klasy, a większość z nich to adekwatnie modyfikacje istniejących. Stąd na całym świecie poszukuje się alternatywnych metod leczenia opornych drobnoustrojów. Obiecujące są bakteriofagi, czyli wirusy atakujące bakterie.

– Dobór skutecznego faga zajmuje dni lub tygodnie, a nie dekady, jak w przypadku nowych antybiotyków – podkreślił w rozmowie z PAP dr Bartłomiej Grygorcewicz. – Poza tym fagi można elastycznie łączyć w koktajle, dzięki czemu terapia może być skuteczna choćby wtedy, gdy bakteria uodporni się na pojedynczy wirus.

Ekspert wskazał, iż zakażenia bakteriami opornymi to jedno z największych wyzwań współczesnej medycyny. Najtrudniejsze do zwalczenia są biofilmy, czyli wielowarstwowe struktury mikroorganizmów osadzonych w macierzy, która chroni bakterie przed działaniem leków i układu odpornościowego gospodarza. Biofilmy najczęściej rozwijają się w cewnikach, implantach ranach i drogach oddechowych pacjentów.

– Biofilmy to wyjątkowo trudne do zniszczenia struktury. choćby jeżeli antybiotyk przeniknie do ich wnętrza, część komórek w biofilmie przechodzi w stan uśpienia i pozostaje niewrażliwa na leczenie. Dlatego infekcje tego typu mogą trwać miesiącami lub nawracać – zaznaczył dr Grygorcewicz.

Bakteriofagi w walce z zakażeniami i biofilmem

Najnowsze badania naukowca i jego zespołu, które zostały opisane na łamach „Microbes and Infection”, skupiają się na zakażeniach wywołanych przez Staphylococcus aureus (gronkowca złocistego) i Candida albicans – duet mikroorganizmów, który w niektórych warunkach klinicznych może tworzyć złożone biofilmy mieszane.

– Same bakteriofagi dobrze radzą sobie z bakteriami, ale nie usuwają całego mieszanego biofilmu, w którym współwystępują bakterie i grzyby. Dlatego najlepsze efekty daje połączenie fagów z antybiotykami i lekami przeciwgrzybiczymi. Odpowiednio dobrana kombinacja działa znacznie skuteczniej niż każdy z tych środków osobno – wyjaśnił dr Grygorcewicz.

W ramach badań naukowcy sprawdzili, jak różne kombinacje trzech składników wpływają na skuteczność w zwalczaniu biofilmu. Wykazano, iż znaczenie ma nie tylko to, jakie środki zostaną użyte, ale również kolejność ich podawania. W niektórych przypadkach różnice w skuteczności były bardzo wyraźne. W modelu płynnym (np. zakażenia krwi, limfy) najlepsze efekty przyniosło zastosowanie w pierwszej kolejności bakteriofagów, a następnie leku przeciwgrzybiczego i na końcu antybiotyku – takie podejście pozwalało skutecznie ograniczyć zarówno bakterie, jak i grzyby. Z kolei w biofilmie, czyli strukturze znacznie bardziej opornej na leczenie, najbardziej optymalne okazało się jednoczesne podanie wszystkich trzech środków lub zastosowanie bakteriofagów wraz z antybiotykiem przed dołączeniem leku przeciwgrzybiczego.

Dr Grygorcewicz podkreślił, iż rola bakteriofagów w terapii skojarzonej często jest źle interpretowana. Fagi nie przenoszą leków, ale osłabiają bakterie, dzięki czemu patogeny te są bardziej podatne na działanie antybiotyków i leków przeciwgrzybiczych. W niektórych przypadkach fagi naruszają strukturę bakteryjną, co ułatwia wnikanie leku do komórki, a czasem to właśnie antybiotyk zwiększa namnażanie fagów, wzmacniając ich działanie. W związku z tym niezwykle istotne jest dobranie adekwatnej kolejności podania poszczególnych środków.

– Zaobserwowaliśmy, iż gdy bakteriofag podany jest jako pierwszy, rozluźnia strukturę biofilmu. Dzięki temu kolejne leki mogą łatwiej wnikać w jego głąb i docierać do ukrytych mikroorganizmów – zaznaczył ekspert.

Bakteriofagi mogą być skuteczne, ale droga do ich upowszechnienia pozostało daleka

Zdaniem naukowca opisane odkrycia mogą w przyszłości pomóc opracować skuteczniejsze metody walki z zakażeniami, wobec których klasyczne farmaceutyki zawodzą. Fagoterapia jest już testowana w niektórych krajach, a coraz więcej specjalistów uznaje ją za realną alternatywę dla antybiotyków. W Polsce prowadzone są aktualnie eksperymentalne terapie, m.in. w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej im. Ludwika Hirszfelda PAN we Wrocławiu.

Zdaniem dr. Grygorcewicza droga do upowszechnienia się bakteriofagów w medycynie pozostało wciąż daleka.

– Największym problemem są w tej chwili regulacje prawne. W Unii Europejskiej nie ma jeszcze jednoznacznych przepisów określających, jak powinny wyglądać preparaty fagowe i w jakich przypadkach można je stosować u ludzi – zaznaczył.

Kolejnym wyzwaniem jest duża specyficzność bakteriofagów, ponieważ każdy z nich atakuje określony szczep bakterii, więc, jak wskazał specjalista, terapia musi być zawsze szyta na miarę.

– Jest to zarówno zaleta, jak i wada fagów. Dzięki swojej precyzji nie niszczą pożytecznej mikroflory, ale wymagają dokładnego dopasowania do konkretnego patogenu – zaznaczył badacz.

Źródło: PAP