Riadená fágová terapia zameraná na patogény odolné voči liekom

Boj proti patogénom odolným voči liekom zostáva intenzívny. Zatiaľ čo správa „Najväčších hrozieb“ Centra pre kontrolu chorôb (CDC) 2019 odhaľuje celkový pokles úmrtí spôsobených mikróbmi rezistentných na liečivá v porovnaní s predchádzajúcou správou (2013), agentúra zároveň upozorňuje, že nové formy patogénov rezistentných voči liekom sú stále vznikajúci.

Medzitým, možnosti liečby infekcií týmito zárodkami sa znižujú, potvrdzujúce obavy lekárov a vedcov z konca veku antibiotík.

Vedeli sme, že od začiatku to bude problém. V zásade hneď, ako bol objavený penicilín, o niekoľko rokov neskôr bolo hlásené, že existuje odolný organizmus. “

Irene Chen, UC Santa Barbara profesor chémie a biochémie

Vďaka faktorom, ako je horizontálny prenos génov a rýchla reprodukcia, organizmy, ako sú gramnegatívne baktérie, sa dokážu vyvinúť rýchlejšie, ako dokážeme vyrobiť antibiotiká na ich kontrolu.

Chen a jej výskumná skupina teda hľadajú alternatívy k antibiotikám, v rastúcom úsilí odvrátiť príliv nevyliečiteľných bakteriálnych infekcií. V ich práci, skupina sa obrátila na bakteriofágy, prirodzene sa vyskytujúca skupina vírusov, ktoré kolonizujú baktérie.

„To je ich prirodzená funkcia, naozaj, rásť a zabíjať baktérie, “povedal Chen, autor príspevku, ktorý sa nachádza v Zborník Národnej akadémie vied . Využitím schopnosti bakteriofágov nachádzať sa na špecifických baktériách bez poškodenia zvyšku mikrobiómu, vedci dokázali použiť kombináciu zlatých nanorodov a blízkeho infračerveného svetla na zničenie dokonca multirezistentných baktérií bez antibiotík.

Fágová terapia nie je nová, Povedal Chen. V skutočnosti, používa sa v bývalom Sovietskom zväze a Európe asi jedno storočie, aj keď sú väčšinou vnímané ako alternatívy k antibiotikám poslednej inštancie. Medzi nevyriešené otázky fágovej terapie patrí neúplná charakterizácia biológie fágov - biológie, ktorá by mohla umožniť nezamýšľané dôsledky v dôsledku rýchlej evolúcie a reprodukcie fágov, ako aj potenciálne toxíny, ktoré môžu vírusy niesť. Ďalším problémom je aspekt všetko alebo nič vo fágovej terapii, dodala.

„Je ťažké analyzovať účinok fágovej liečby, "povedala." Môžete to vidieť úplne fungovať, alebo sa vám to môže zdať úplné zlyhanie, ale nemáš takú potrebnú odozvu na dávku. “

Aby sme tieto výzvy zvládli, laboratórium Chen vyvinulo metódu kontrolovanej fágovej terapie.

„To, čo sme urobili, bolo spojiť konjugáty fágov so zlatými nanorodmi, "vysvetlila. Tieto" phanorods "boli aplikované na baktérie na in-vitro kultúrach cicavčích buniek a potom boli vystavené blízkemu infračervenému svetlu.

„Keď sú tieto nanorodičky foto-vzrušené, prekladajú energiu zo svetla na teplo, "Chen povedal, "a to vytvára veľmi vysoké miestne teploty."

Teplo stačí na zničenie baktérií, a tiež zabíja fágy, predchádzanie akémukoľvek ďalšiemu nechcenému vývoju. Výsledkom je riadená strela cielenej fágovej terapie, ktorá tiež umožňuje kontrolu dávkovania. Laboratórium našlo úspech pri ničení E. coli, P. aeruginosa a V. cholerae - ľudské patogény, ktoré ak nie sú kontrolované, spôsobujú akútne symptómy. Tiež sa im podarilo úspešne zničiť X. campestris, baktéria, ktorá spôsobuje hnilobu rastlín.

V spolupráci s mechanickou inžinierkou UC Santa Barbara Beth Pruitt, laboratórium určilo, že zatiaľ čo teplo úspešne ničí baktérie a fágy, prežilo viac ako 80% bunkovej kultúry cicavcov pod biofilmom baktérií.

„Táto otázka, či poškodzuje tkanivá cicavcov, je veľmi dôležitá, „Chen povedal.“ Práca v nanotechnológiách a nanomedicíne, ktorá lieči bakteriálne infekcie, naznačuje, že keď nie je zacielená, skutočne zaťažuje okolité tkanivá. “

Laboratórium plánuje preskúmať ďalšie možné fágy na boj proti iným baktériám, prípadne navrhnúť fototermálnu metódu, ktorá by mohla liečiť viacnásobné bakteriálne infekcie.

• Oční lekári z Mount Sinai zdieľajú tipy na včasnú detekciu glaukómu
• Jedlo selektívne ovplyvňuje črevné mikróby, tvrdí štúdia