Все о бактериофагах

Дорогие коллеги, врачи, ученые, специалисты в области микробиологии! НПЦ «Микромир» с радостью поздравляет вас с наступающим Новым Годом – пусть он будет полон профессиональных и личных успехов, прорывных научных открытий и достижений! А мы продолжим рассказывать обо всех значимых событиях в мире бактериофагов уже в январе🎄

Ранее мы рассказывали о возможностях адаптивной фаготерапии. Огромный шаг на этом пути сделал коллектив ученых НПЦ «Микромир»и ФНКЦ РР, зарегистрировав первый патент на применение фагового комплекса, активного в отношении 14 основных возбудителей внутрибольничной пневмонии. Результаты применения новой технологиии и подробный протокол взаимодействия производителя фаговых субстанций с клиническим учреждением были опубликованы в журнале Antibiotics. На базе ФНКЦ реаниматологии и реабилитологии три пациента в отделении интенсивной терапии получили комплекс бактериофагов ингаляционно в течение 28 дней без применения антибиотиков. За все время терапии: • У всех пациентов элиминировались антибиотикоустойчкивые штаммы бактерий • Данные компьютерной томографии показали улучшение состояния легких. • Снизились маркеры воспаления • Не было выявлено побочных эффектов Таким образом, адаптивная фаготерапия начинает занимать прочное место там, где антибиотики неэффективны.

Со стороны кажется, что бактериофаги действуют одинаково, несмотря на все разнообразие штаммов, однако это не так. Недавно ученые из Сколтеха обнаружили, что фаг BF23, атакующий кишечную палочку, имеет многоуровневый механизм инфицирования бактериальной клетки. В отличие от большинства фагов, он не сразу впрыскивает весь геномный материал в свою мишень, а сначала «готовит» ее к заражению. На первом этапе работают так называемые «ранние гены» бактериофага – они не только разрушают геном бактерии, но и его компоненты – нуклеотиды. Это позволяет сохранить ДНК фага от действия защитных систем клетки на втором этапе заражения, когда геном впрыскивается полностью. Удивительно, что механика становится понятна только сейчас, при том, что сам фаг BF23 был обнаружен еще в далеком 1949 году!

Бактериофаги эффективны не только на земле, но и в космосе! Рады сообщить, что препарат НПЦ "Микромир" принимает участие в 4-м этапе проекта SIRIUS. SIRIUS - это 365-суточный изоляционный эксперимент, воспроизводящий условия существования космонавтов на орбите, в замкнутом пространстве без контактов с внешней средой. Он позволяет смоделировать все условия реального полета, в том числе изменения микробиома полости рта космонавтов. Известно, что в состоянии невесомости существенно ослабялется местный иммунитет, и такие "открытые" поверхности, как десны и полость рта, особенно подвержены развитию воспалительных заболеваний. Препарат на основе комплекса бактериофагов, входящих в гель "Фагодент" будет применяться для профилактики и лечения таких заболеваний на протяжении всего периода проведения эксперимента. Желаем испытателям только штатных ситуаций, и с удовольствием расскажем вам о результатах эксперимента через год!

Вторая половина ноября – начало по-настоящему морозной погоды в большинстве регионов страны. Резкое похолодание способствует обострению не только простудных заболеваний, но и некоторых хронических патологий – например, цистита. Причина хронического рецидивирующего цистита как правило бактериальная – кишечная палочка по данным наблюдений отвечает за более чем 80% всех случаев. Переохлаждение органов малого таза – риск-фактор для обострения уже имеющегося цистита. Это происходит из-за ослабления защитных свойств слизистой оболочки мочевого пузыря на фоне снижения местного иммунитета. Гель «Фагогин» подходит для борьбы с патогенами как при обострении цистита, так и для профилактики и долечивания. При ежедневном применении не вызывает привыкания и у большинства пациентов не вызывает побочных эффектов (за исключением редких случаев индивидуальной непереносимости компонентов)

Истории изучения бактериофагов более 100 лет, и, казалось бы, за это время все их особенности изучены достаточно глубоко. Однако бактериофаги полны сюрпризов! Недавно биологи из США обнаружили новое явление: некоторые вирусы-фаги буквально присоединялись к другому фагу. Такие фаги-спутники «цепляются» за шею фага-хозяина, то есть прикрепляются между капсидом и хвостом вируса, и вместе проникают в клетку-мишень. По мнению ученых, происходит это для того, чтобы одновременно проникнуть в бактериальную клетку – фаги-спутники не способны сделать это самостоятельно, но так же активно размножаются внутри бактерии. Получается, что и фаг-хозяин, и фаг-спутник действуют против бактерий «сообща» - причем это весьма распространенное явление. До 80% всех проанализированных фагов имели таких спутников. Самое необычное в этом открытии - что произошло оно почти случайно. При секвенировании фагов в лаборатории были обнаружены «загрязненные» образцы, где вместе с фагом было что-то еще. Как оказалось, фаг-спутник!

Говоря о современных методах фаготерапии, мы обычно фокусируемся на кишечных или ЛОР-патологиях. Однако любое заболевание, которое сопровождается нарушением нормального микробиома, может быть сферой для успешного применения бактериофагов. Так, ученые Венского университета активно изучают возможности бактериофагов в терапии атопического дерматита (АД). Исследователи установили, что на поврежденных кожных покровах при АД значительно увеличивается концентрация золотистого стафилококка. Эти бактерии играют важную роль в устойчивости воспалительного процесса, и часто резистентны к антибиотикотерапии. Более того, некоторые штаммы фагов, обнаруженные на коже пациентов, способствуют росту S. aureus и защищают колонию от “атаки” другими фагами. Перспективный метод борьбы с такими полирезистентными бактериями – специально подобранный микс фагов, которые исследователи надеются получить в ходе дальнейших испытаний. Гель Фагодерм содержит комплекс из 72 фагов против самых распространенных кожных патогенов, включая золотистых стафилококк. Зимний период и начало отопительного сезона – традиционный период обострения АД. В этой ситуации Фагодерм может стать хорошим дополнением к стероидной и АБ-терапии для снятия обострения и продления периода ремиссии.

Середина осени – время обострения ЛОР-патологий. Одна из самых распространенных – хронический тонзиллит, часто являющийся побочным эффектом других ОРВИ, например, ангины. Воспаление и болевой синдром при тонзиллите чередуются с периодами ремиссии, дающими ложную надежду на излечение. Однако недолеченные ОРВИ, ослабленный иммунитет и даже инфекционные заболевания полости рта провоцируют очередное обострение. Ключевым фактором развития хронического тонзиллита являются бактерии: 1. β-гемолитический стрептококк группы А (БГСА) 2. Стрептококки группы С и G 3. Стафилококки 4. Гемофильная палочка, пневмококки, моракселла и пр. Для эффективной борьбы с ними и в период обострения, и для профилактики подходят средства на основе бактериофагов. В рамках клинического исследования на кафедре гигиены ИГМА, для пациентов с хроническим тонзиллитом, разделенными на две группы, проводилась стандартная терапия с использованием антисептиков (контрольная группа), и экспериментальная с использованием геля «Отофаг». Было показано, что при обработке миндалин «Отофагом» удалось достичь такой же эффективности в устранении патогенной флоры, что и при применении антисептиков, и даже уменьшить число рецидивов заболевания, по сравнению со стандартной терапией.

Обычно мы рассказываем о достижениях фаготерапии для людей. Однако бактериофаги широко применяются не только в медицине. Сельское хозяйство и ветеринария – сферы, где фаги играют заметную роль, признаваемую на государственном уровне. Так, совсем недавно группа ученых из Великобритании получила правительственный грант в 0.8 миллионов фунтов стерлингов на разработку и масштабирование фаговых препаратов для сельского хозяйства. Это произошло после успешных испытаний фагового коктейля против сальмонеллы у домашней птицы, который показал свою эффективность в профилактике этой опасной болезни. НПЦ «Микромир» активно развивает свой ветеринарный портфель, представленный уже двумя комплексными препаратами, позволяющими бороться не только с сальмонеллой, но и с различными штаммами стрептококков, стафилококков и энтерококков.

Говоря о борьбе с синегнойной палочкой, важно упомянуть, почему прогресс в этом направлении так важен в практической медицине. Большинство микроорганизмов обладают способностью действовать «сообща». Благодаря специальным сигнальным молекулам, представители P. Aeruginosa вместе адаптируются к среде, формируя биопленку. Это делает их устойчивыми к большим дозам антибиотиков, поэтому современные препараты не справляются с колониями синегнойной палочки. Бактерия часто поражает пациентов во время лечения в стационаре. На фоне ослабленного иммунитета устойчивый к антибиотикам внутрибольничный штамм P. Aeruginosa может представлять серьезную опасность. Патент на лечение внутрибольничной пневмонии, полученный НПЦ «Микромир», позволяет подбирать бактериофаги под штаммы, распространенные в конкретном учреждении. Такой метод повышает результативность борьбы даже с полирезистентными разновидностями Р. Aeruginosa. Гель Фагодерм для защиты поврежденной кожи также имеет в составе бактериофаг против синегнойной палочки.

Мы часто пишем про выдающиеся клинические данные по фаготерапии, однако за цифрами всегда стоят истории конкретных пациентов. В недавней статье об эффективности комбинированной терапии против P. aeruginosa (синегнойной палочки), израильские ученые рассказывают о первом пациенте, включенном в исследование. У 46-летнего мужчины развился внутрибольничный остеомиелит дистального отдела левой большеберцовой кости с множественным выделением P. aeruginosa. Со временем инфекция распространилась вверх по голени и вниз на стопу. Бактерия показала высокую резистентность к антибиотикам, и была показана ампутация, однако пациент не согласился и искал другие возможности для лечения. Благодаря усилиям хирургов и микробиологов была выработана комбинированная схема терапии, сочетающая бактериофаг PASA16 и антибиотик (цефтазидим). В результате после 2-х недель стационарного лечения пациент получил стойкую ремиссию без обострений уже 4 года. А что самое важное – сохранил свою ногу и возможность жить полноценной жизнью 🙏🏻

В научных публикациях часто пишут о том, что бактериофаги – современный способ борьбы патогенами, легко поддающийся модификации для получения нужных свойств. И действительно, сочетание различных фаговых штаммов плюс генная инженерия позволяют создать препараты под любую задачу. Однако не стоит забывать, что бактериофаги в природе – одни из самых древних обитателей планеты, и встречаются повсеместно. В том числе и там, где другая жизнь практически отсутствует – например, на глубине ~9 км ниже уровня моря. Недавно ученые из Океанического университета Китая обнаружили, вероятно, самый глубоководный штамм фага, который инфицирует бактерии типа Halomonas и обитает в Марианской впадине. Эти бактерии встречаются в отложениях подводных гейзеров, и удивительно, что нацеленный на них фаг не убивает клетку-носитель, а использует ее для распространения своего генома. С большой уверенностью можно сказать, что это представитель нового семейства фагов, научившихся выживать в самых экстремальных условиях.

Поздравляем всех школьников и их родителей с наступившим учебным годом! 🎉🍁 Для ЛОР-врачей, терапевтов и педиатров это еще и время начала повышенной заболеваемости ОРВИ, особенно у взрослых и детей с хроническими ЛОР-патологиями. Рады напомнить, что наряду со стандартной антибиотикотерапией и использованием антисептических растворов, применение геля «Отофаг» помогает повысить эффективность терапии хронических заболеваний бактериальной этиологии и продлить период ремиссии. Так, в опубликованном в 2019 году клиническом исследовании прияло участие 80 пациентов с компенсированным и декомпенсированным хроническим тонзиллитом, с диагностированной патогенной микрофлорой в лакунах небных миндалин. Было показано, что применение «Отофага» позволило значимо сократить концентрацию нежелательной флоры по сравнению с контрольной группой, а также в 2.6 раза уменьшить количество рецидивов на протяжении 4-х месяцев после окончания терапии!

Мы любим рассказывать о новых открытиях в фаготерапии, и сегодня не исключение. Недавно вышедшая статья в журнале Cell Reports проливает свет на новый способ обхода защитных механизмов полирезитентных бактерий, описанный командой исследователей из России, Швейцарии и Швеции. В исследовании подробно рассматривается роль фермента SMA (SAM-лиазы) в купировании иммунного ответа бактериальных клеток. Экспрессия SMA позволяет бактериофагам очень точно блокировать BREX-иммунитет бактерий, поэтому при помощи данного фермента можно «сконструировать» фаг, против которого у патогенной клетки нет эффективной защиты. Руководитель Лаборатории анализа метагеномов Артема Исаев подчеркивает, что данная работа «вносит свой вклад в построение сети взаимодействий между вирусными антизащитными белками и системами бактериального иммунитета. Это необходимо будет учитывать на следующем этапе развития фаговой терапии, при создании фагов, способных целенаправленно уничтожать клетки „нежелательных” микроорганизмов».

https://dzen.ru/a/ZNygENXZ8WUWmXQL?share_to=telegram Наша новая статья на Дзене!

Нас часто спрашивают о том, в какие стандарты и рекомендации входят бактериофаги, на что может опираться доктор при их выборе и назначении. В последние годы появляется все больше и больше качественных экспертных работ по применению фагов по различным нозологиям. Например, в 2022 году были опубликованы методические рекомендации «Бактериофаги в урологии», рекомендованные Экспертным советом по науке Департамента здравоохранения Москвы. В них содержится подробный разбор истории вопроса, клинической практики, исследований и ограничений в применении фагов при различных урогенитальных патологиях. Туда вошли и данные компании «Микромир» о применении фагового коктейля для терапии пациентов с хроническим рецидивирующим циститом. С полным текстом рекомендаций можно ознакомиться на сайте ДЗМ или на сайте НПЦ «Микромир».

Не только китайские ученые открывают новое в микробиологии. Коллеги из новосибирского института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН выделили из речной воды и описали новый аэромонадный вирус - бактериофаг A. popoffii AerP_220, который может убивать клетки аэромонад. Эти грамотрицательные палочки вызывают острые кишечные и раневые инфекции у человека, причем не только при попадании с пищей, но и при контакте открытой раны с землей или водоемом, где присутствуют аэромонады. Аэромонады опасны своей природной устойчивостью к ряду антибиотиков, поэтому открытие нового фага как никогда актуально. Исследователи отмечают, что в геноме нового фага обнаружено 59 генов, и ни одного, ответственного за устойчивость к антибиотикам и выработку токсинов. Практическая применимость A. popoffii AerP_220 удачно сочетается еще и с задачами фундаментальной науки, он является новым, неизученным видом бактериальных вирусов семейства Autographiviridae.

Лето – не только время отпусков и уменьшения количества пациентов с ОРВИ, но и сезон обострения грибковых заболеваний кожи и ногтей. Эти проблемы относительно просто купировать, однако существуют более серьезные системные микозы, которые поражают сразу несколько внутренних органов. В основном от системных микозов страдают пациенты с иммунодефицитом, после онкологических операций и трансплантаций – то есть те, кому необходима максимально безопасная терапия. Одно из решений этой проблемы – специальные вакцины против определенных штаммов грибов, и как ни удивительно, бактериофаги – одни из удачных «транспортных средств» для доставки такого лечения. Группа китайских ученых в мае 2022 года опубликовала обзор литературы на данную тему («Phage nanoparticle as a carrier for controlling fungal infection»). В нем указывается, что благодаря биологической безопасности и генной адаптивности бактериофаги удобно использовать в виде бионаночастиц-носителей для белков и других действующих веществ. В частности, в геном фага с помощью технологии фагового дисплея могут быть вставлены необходимые ДНК для получения пептидов или антител. Они в свою очередь нацелены на разрушение патогенных штаммов грибков. Кроме того, фаговые наноматериалы как носители могут снижать токсичность лекарств, увеличивать время их циркуляции, стимулировать иммунный ответ и сами по себе оказывать противогрибковое действие. Так, на стыке микробиологии и генной инженерии рождаются инновационные решения для благополучия пациентов!