Противовоспалительное и иммуномодулирующее действие
Сторонники фаготерапии утверждают, что бактериофаги воздействуют только на бактерии и не влияют на человеческий организм. Это не совсем так. Хотя вирусы, нацеленные на бактерии, не угрожают человеку, наша иммунная система распознает их как инородные агенты и стремится уничтожить. Фаги также влияют на иммунные реакции и воспалительные процессы:
- Фагопрепараты могут снижать уровень воспалительных маркеров в крови, таких как количество лейкоцитов, уровень C-реактивного белка и скорость оседания эритроцитов.
- В организме образуется множество цитокинов — сигнальных молекул, обеспечивающих «общение» между клетками, включая иммунные. Цитокины делятся на провоспалительные и противовоспалительные. Бактериофаги могут увеличивать уровни обоих типов, но противовоспалительные эффекты преобладают.
- Некоторые бактериофаги улучшают функционирование фагоцитов — клеток, отвечающих за поглощение и уничтожение патогенов.
- Активные формы кислорода (АФК) — один из механизмов защиты от инфекций. Иммунные клетки вырабатывают их в ответ на патогенные микроорганизмы, помогая уничтожать возбудителей. Однако избыток АФК может повредить здоровые клетки. Исследования показывают, что бактериофаги снижают выработку АФК, вызванную бактериями и токсинами.
- По данным некоторых исследований, фагопрепараты могут подавлять избыточный иммунный ответ, поддерживая баланс в иммунной системе.
«Цитокиновая сеть» лимфоцитов. Иммунные клетки производят множество сигнальных молекул, и бактериофаги могут влиять на их уровни.© enzolifesciences.com
Еще один противовоспалительный эффект бактериофагов связан с их основным механизмом действия. Уничтожая патогенные микроорганизмы, они уменьшают бактериальную нагрузку. В результате организм «осознает», что угроза снизилась, и ослабляет защитные реакции.
Врачи все чаще обращают внимание на неочевидные полезные эффекты бактериофагов, которые выходят за рамки их традиционного применения в лечении инфекций. Исследования показывают, что бактериофаги могут не только уничтожать патогенные бактерии, но и способствовать восстановлению микробиома, улучшая общее состояние здоровья пациента. Они могут оказывать противовоспалительное действие, что особенно важно при хронических заболеваниях. Кроме того, фаги способны модулировать иммунный ответ, что открывает новые горизонты в терапии аутоиммунных заболеваний. Врачи подчеркивают, что использование бактериофагов может стать важным дополнением к антибиотикотерапии, особенно в условиях растущей антибиотикорезистентности. Это делает их перспективным инструментом в борьбе с инфекциями и поддержании здоровья.
Гибель бактерий без инфекции
Процесс действия бактериофагов обычно описывается как продуктивная инфекция. Вирус проникает в бактериальную клетку, производит множество копий, которые разрушают клетку и ищут новые жертвы. Однако бактерии могут погибать и другими способами. Хотя новые фаговые частицы при этом не образуются, эффект все же положительный:
- Некоторые бактерии «осознают» заражение и принимают решение о самоубийстве, защищая соседей от инфекции. Этот процесс называется абортивной инфекцией.
- Когда бактериофаг атакует бактерию, он создает в ее стенке отверстие. Если их немного, микроорганизм может «заживить» повреждение. Но при множественной атаке бактерия становится похожа на дуршлаг и погибает. Фаги также погибают вместе с ней, так как могут атаковать только один раз.
- Зараженная и ослабленная бактерия может погибнуть под воздействием внешних факторов. Например, в организме человека ее может уничтожить фермент лизоцим. Этот процесс называется лизисом извне.
Пример самопожертвования в микромире: a – стандартная фаговая инфекция, где вирус проникает в клетку, производит потомство и уничтожает остальные. b – «бактериальный суицид», когда зараженная бактерия решает покончить с собой до размножения фага, погибая вместе с вирусом и оставляя соседей незараженными. © semanticscholar.org
| Неочевидный полезный эффект | Механизм действия | Применение/Потенциальное применение |
|---|---|---|
| Стимуляция роста растений | Модуляция микробиома ризосферы, подавление фитопатогенов, улучшение усвоения питательных веществ | Улучшение урожайности сельскохозяйственных культур, снижение потребности в пестицидах |
| Модуляция иммунной системы | Индукция противовирусного иммунитета, тренировка иммунных клеток, регуляция воспалительных процессов | Разработка новых иммуномодуляторов, лечение аутоиммунных заболеваний |
| Борьба с биопленками резистентных бактерий | Деградация внеклеточного матрикса биопленки, целенаправленное уничтожение бактерий в биопленке | Лечение хронических инфекций, связанных с биопленками (например, инфекции имплантатов) |
| Предотвращение развития рака | Модуляция микробиома опухоли, подавление роста опухолевых клеток, усиление противоопухолевого иммунитета | Разработка новых противораковых препаратов, адъювантная терапия |
| Улучшение пищеварения | Модуляция кишечного микробиома, улучшение усвоения питательных веществ, подавление патогенных бактерий | Разработка пробиотиков нового поколения, лечение дисбиозов |
Бактериофаги, вирусы, которые заражают бактерии, становятся все более популярными в медицинских и научных кругах. Люди отмечают их неочевидные полезные эффекты, которые выходят за рамки традиционного лечения инфекций. Например, исследования показывают, что бактериофаги могут способствовать восстановлению микробиома, улучшая баланс полезных и патогенных бактерий в организме. Это особенно важно в эпоху антибиотикорезистентности, когда многие привычные лекарства теряют свою эффективность.
Кроме того, фаги могут оказывать иммуностимулирующее действие, активируя защитные механизмы организма. Некоторые пациенты сообщают о снижении воспалительных процессов и улучшении общего состояния после фаготерапии. Важно отметить, что бактериофаги могут быть использованы в сочетании с другими методами лечения, что открывает новые горизонты в борьбе с хроническими заболеваниями. Таким образом, интерес к бактериофагам продолжает расти, и их потенциал в медицине становится все более очевидным.
«Фаговая настройка» бактерий
В бактериях процессы естественного отбора и эволюции происходят быстро. Микроорганизмы способны быстро мутировать, развивая устойчивость к антибиотикам и бактериофагам, хотя последние также адаптируются. Однако эта способность имеет свои ограничения: ДНК бактерий не может вместить все полезные гены одновременно, и всегда приходится чем-то жертвовать. Приобретая устойчивость к бактериофагам, бактерия может стать уязвимой в других аспектах:
- Микроорганизм может стать менее патогенным, что снижает угрозу для человека. Инфекция будет протекать легче. Например, чтобы защититься от вирусов, бактерия изменяет структуру белка-рецептора на своей поверхности, что может снизить её вирулентность. В случаях, когда пациент принимает фаги и выздоравливает, анализы показывают наличие бактерий, вызвавших заболевание. Возможно, вирусы «перевоспитали» их, а не уничтожили.
- Бактерия может стать более восприимчивой к антибиотикам. Защищаясь от одной угрозы, она открывает себя для другой. Более подробно о взаимодействии антибактериальных средств и фагов можно узнать в статье «Бактериофаги плюс антибиотики: убойная комбинация против бактерий».
Фаги против рака
На первый взгляд вирусы бактерий и онкологические заболевания могут показаться несвязанными. Однако исследования показывают, что некоторые бактериофаги обладают противоопухолевыми свойствами. Известны механизмы, через которые этот эффект проявляется. Например, фаги воздействуют на иммунную систему, которая борется с раковыми клетками, а также на опухолевое микроокружение.
Ученые активно исследуют взаимосвязь между фагами, микрофлорой и тканями человека. Бактерии, обитающие в нашем организме, можно рассматривать как дополнительный «орган». Эти микроорганизмы влияют на множество процессов, включая развитие злокачественных опухолей и эффективность противораковых препаратов. Теоретически, модифицируя микробиоту с помощью фагов, можно бороться с различными заболеваниями.
Существуют заболевания, для лечения которых предполагается воздействие фагов на микрофлору, но это пока остается на уровне теории.
Специалисты в области биотехнологий продвигаются дальше. В онкологии уже применяются онколитические вирусы, нацеленные на уничтожение раковых клеток и активацию противоопухолевого иммунитета. Например, препарат Талимоген Лагерпервек (T-VEC) получил одобрение для клинического применения. Это генетически модифицированные вирусы герпеса.
В 2020 году ученые представили онколитический вирус на основе бактериофага T7. Разработчики утверждают, что он эффективно уничтожает клетки меланомы у мышей и является более безопасным вариантом по сравнению с вирусами, инфицирующими клетки человека.
Фаги как пробиотики
Одно из направлений использования бактериофагов — восстановление нормальной микрофлоры, нарушенной инфекциями или антибиотиками. Бактериофаги могут вводиться в организм для уничтожения «избыточных» бактерий, что создаст условия для размножения полезных микроорганизмов. Исследуется также применение генетически модифицированных вирусов.
Эти аспекты фаготерапии представляют интересные направления, но пока остаются на уровне лабораторных исследований. Возможно, в будущем официальные показания для применения фаготерапии расширятся. Пока мы можем лишь следить за новыми исследованиями в этой области.
Вопрос-ответ
В чем польза бактериофагов для человека?
Бактериофаги выполняют важнейшую функцию в биосфере Земли, поддерживая баланс в среде микроорганизмов. Они являются вирусами, которые самостоятельно находят и инфицируют патогенные бактерии в организме человека, вызывая их гибель. Фаги могут в короткий срок уничтожить популяцию патогена определенного вида.
Когда наступает эффект от бактериофагов?
Бактериофаги быстро уничтожают бактерии, а затем выводятся из организма человека, никак не влияя на него. Чтобы полностью уничтожить микробы, активно растущие на слизистой оболочке, полезному вирусу нужно всего 20 минут.
Какой самый сильный бактериофаг?
Наиболее эффективными оказались препараты против S. Aureus («Бактериофаг стафилококковый», 86%), K. Pneumoniae («Пиобактериофаг поливалентный очищенный», 87,8%) и P. Aeruginosa («Бактериофаг псевдомонас аеругиноза», 87,5%, «Пиобактериофаг комплексный», 79,5–90%, «Пиобактериофаг поливалентный очищенный», 90–92,5%).
Как бактериофаг влияет на печень?
Также бактериофаги снижают в печени концентрацию реактивного кислорода, подавляют активацию TLR-4 и NF-κB, провоспалительную и прокоагулянтную активность тромбоцитов. Одновременно они стимулируют продукцию защитных противовоспалительных факторов: интерлейкина-10 и антагониста рецептора интерлейкина-1.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите информацию о бактериофагах и их применении в медицине. Это поможет вам лучше понять, как они могут быть использованы для борьбы с бактериальными инфекциями, особенно в условиях антибиотикорезистентности.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на исследования и клинические испытания, связанные с бактериофагами. Следите за новыми открытиями и результатами, так как эта область науки активно развивается и может предложить новые решения для лечения инфекций.
СОВЕТ №3
Если вы заинтересованы в использовании бактериофагов в своем рационе или для поддержания здоровья, проконсультируйтесь с врачом или специалистом в области микробиологии. Это поможет избежать возможных негативных последствий и выбрать правильные подходы.
СОВЕТ №4
Поддерживайте здоровый микробиом, включая в свой рацион пробиотики и пребиотики. Это может повысить эффективность бактериофагов и улучшить общее состояние здоровья, создавая благоприятную среду для их действия.
