Развитието на нови алтернативни терапии за антибиотични лекарства става все по-необходимо поради нарастващото разпространение на феномена на антибиотична резистентност.
Антибиотик резистентност
Резистентността към антибиотици е явление, при което бактериите стават нечувствителни - следователно резистентни - към антибиотична терапия.
Следователно, лекарството става неспособно да убие или инхибира растежа на бактериите, отговорни за инфекцията, която е предназначена да бъде лекувана.
Резистентността към антибиотици може да бъде два вида:
- Вътрешна резистентност, това е съпротивлението, което вече присъства в бактериите още преди приема на лекарството;
- Придобита или индуцирана резистентност, т.е. резистентност, която се развива в бактериите само след приемането на антибиотика.
От откриването на първите досега антибиотици, тези лекарства са широко използвани, макар и не винаги по правилния начин.
Всъщност, злоупотребата и злоупотребата с антибиотици - особено през последните години - насърчиха развитието на резистентност, придобита от бактериите; в резултат на това те благоприятстват избора на нови устойчиви бактериални щамове.
Използването на антибиотици, дори когато не е необходимо, или несъответствието с дозата и продължителността на терапията, установени от лекаря, са някои от погрешните поведения, които благоприятстват - и това, за съжаление, все още е благоприятно за развитието на антибиотична резистентност.
Поради тези причини изследването се фокусира върху нови терапевтични стратегии, които могат да бъдат валидни алтернативи на антибиотичната терапия, с надеждата да се идентифицират нови лечения, които са еднакво ефективни в борбата с инфекциите, които не благоприятстват развитието на резистентност и които предизвикват по-малко странични ефекти.
Терапия с бактериофаги
Бактериофагите (или фагите) са вируси, които могат да инфектират бактериални клетки, но не и човешки клетки.
По-точно, бактериофагите атакуват бактериите, като им инжектират генетичния си материал, така че да могат да се възпроизвеждат. В действителност, вирусът не е в състояние да се възпроизведе и да направи това, той трябва да използва други клетки, в този случай, бактериални клетки.
Бактериофагите, следователно, се размножават в рамките на бактерията, докато не предизвика лизис и - следователно - смърт.
Откриване на бактериофаги
През 1896 г. британският бактериолог Ернест Ханкин отбелязва, че водите на река Ганг и река Юмна в Индия притежават антибактериални свойства, които са намалили случаите на холера и дизентерия в районите, разположени близо до двете реки.
Hankin предположи, че тези антибактериални свойства трябва да се приписват на неизвестно вещество, което може да излезе извън порцелановите филтри, използвани за филтриране на речната вода, но които могат да се разпаднат при високи температури (термолабилни).
В по-късните години други бактериолози наблюдаваха подобни явления, но никой от тях не се занимаваше с тази тема.
Близо двадесет години след първите наблюдения на Ханкин английски бактериолог на име Фредерик Творт наблюдава феномен, подобен на описания от Ханкин, и предположи, че "неизвестното вещество" с антибактериална активност може да бъде вирус. Въпреки това, поради липса на средства, Twort не успя да продължи своите изследвания в тази област.
Само две години след като френско-канадският микробиолог Феликс д'Ереле в началото на 1900-те открива - или по-скоро преоткрива - съществуването на бактериофаги.
Скоро след откритието си, д'Херел направи първия опит да въведе терапия с бактериофаги за лечение на дизентерия. Този опит имаше положителни резултати.
След това бактериофагова терапия също беше тествана за лечение на други инфекции и дори в тези случаи бяха получени положителни резултати.
Въпреки това, с появата на антибиотици, на Запад използването на бактериофаги е отложено в полза на използването на новооткрити лекарства.
В Източна Европа, от друга страна, терапията с бактериофаги продължава да се развива и все още се използва днес.
Преоткриването на бактериофаговата терапия
Терапията с бактериофаги - заделена на Запад с появата на антибиотични лекарства - отново предизвиква силен интерес, поради непрекъснатото увеличаване на феномена на антибиотична резистентност.
Бактериофагите се считат за естествени врагове на бактериите и имат предимства пред антибиотиците:
- Те са много специфични, тъй като всеки бактериофаг е селективен за даден бактериален вид или дори за специфични бактериални щамове. Тази характеристика е много важна, защото по този начин бактериите, отговорни за инфекцията, са единствените цели на терапията и няма убиване на микробите, които съставляват човешката бактериална флора, както често се случва с обичайните антибиотични лекарства. Всичко това се изразява в намаляване на страничните ефекти, причинени от много антибиотици, като например - диария.
- Поради лизиса на бактериите бактериофагите индиректно стимулират имунната система. В действителност, с бактериален лизис се генерират фрагменти от клетки, които се разпознават от клетките на нашата имунна система; това явление позволява активирането на всички защитни механизми, които естествено присъстват в човешкото тяло.
- Бактериите могат също да развият резистентност към бактериофаги, но ако това се случи, фагите могат да развият нов щам, способен да атакува бактериите за кратко време.
- Когато бактериите, отговорни за инфекцията, се елиминират, дори бактериофагите изчезват.
- Те са евтини, тъй като бактериофагите са лесно достъпни в природата.
Въпреки важните предимства, които имат, обаче, бактериофагите могат да имат и някои недостатъци:
- Тъй като бактериофагите са силно специфични за някои видове бактерии, фаговият препарат, проведен за лечение на определени инфекции, трябва да бъде персонализиран за всеки отделен пациент. Затова е необходимо да се определи точно кои бактерии са отговорни за инфекцията. Това може да причини проблеми, особено когато пациентът е в опасност от живот и няма време за извършване на подходящи тестове за точното идентифициране на бактериите, предизвикващи инфекцията.
- В рамките на същия фагов препарат могат да се съдържат бактериални токсини, които могат да бъдат вредни за организма.
- Възможен е трансфер на бактериални гени между един вирусен щам и друг.
- След бактериалния лизис в организма могат да се отделят прекомерни количества токсини, което води до прекомерно стимулиране на имунната система; това може да причини появата на токсичен шок.
Във всеки случай, въпреки недостатъците, терапията с бактериофаги остава валидна алтернатива на антибиотичната терапия.
Най-голямата пречка, вероятно, е тази, дадена от начина на развитие на фаговите препарати. Всъщност, тези препарати могат да се получат сравнително бързо, като се започне от естествено срещащи се вещества (като например речна вода). Тези методики на подготовка обаче не отговарят на западните норми, които регулират развитието и употребата на нови лекарства.
В САЩ обаче Агенцията по храните и лекарствата (FDA) одобри използването на препарати от бактериофаг за обеззаразяване на животни, растения и техни производни, предназначени за консумация от човека.
Инхибитори, определящи кворума
Терапията с инхибитор на чувствителността към кворум предизвиква значителен интерес като възможна алтернатива на антибиотичната терапия.
Този вид лечение не е в състояние да убива бактерии, но ги предпазва от увреждане на тялото.
За по-добро разбиране на механизма на действие на това лечение е полезно кратко въведение в това, какво е усещането за кворум.
Усещане за кворум
Чувствителността на кворума е форма на комуникация, използвана от бактериите за обмен на информация помежду си.
За да общуват, бактериите използват специфични химични съединения (наречени автоиндуктори), които предоставят информация за бактериалната популация, включително информация за неговия размер.
Когато бактериалната популация достигне кворума (чието буквално значение е минималният брой членове, необходим и необходим, за да могат да вземат управленски решения), автоиндуктори действат чрез насърчаване или инхибиране на транскрипцията на определени видове гени и регулиране на активирането или по-малко от метаболитните пътища.
Механизмът за определяне на кворума е идентифициран в почти всички видове бактерии (и грам-положителни и грам-отрицателни), включително тези, които са патогенни за хората.
Патогенните бактерии общуват помежду си, за да регулират производството на вредни вещества или да активират механизми, които му позволяват да не се разпознават от клетките на имунната система на гостоприемника. Други бактерии, чрез чувствителност на кворума, са способни да забавят производството на вредни вещества, докато бактериалната колония достигне такъв размер, че да гарантира утаяването на инфекцията, като пречи на имунната система на гостоприемника.
Инхибитори, определящи кворума
Следователно, чувствителността на кворума е от съществено значение за комуникацията на някои патогенни бактерии и за освобождаването на вредните вещества, произведени от тях.
Следователно, блокирането на тази форма на бактериална комуникация може да бъде полезно за спиране на появата на бактериални инфекции, които иначе биха могли да причинят сериозни заболявания (като например, холера или Pseudomonas aeruginosa инфекции).
Освен това, изглежда, че терапията с инхибитори, определящи кворума, представлява по-нисък риск от развитие на резистентност от бактериите, отколкото антибиотичната терапия.
Проучвания при животни, използващи инхибитори, определящи кворума, за предотвратяване на появата на инфекции със стафилококи, са дали положителни резултати.
Следователно, изследванията в тази област продължават да се развиват в опит да се идентифицират нови молекули, способни да инхибират бактериалната комуникация и инфекциите и болестите, които ще последват.
