Перейти в начало сайта Перейти в начало сайта
Электронная библиотека «Наука и техника»
n-t.ru: Наука и техника
Начало сайта / Препринт / Наука сегодня
Начало сайта / Препринт / Наука сегодня

Научные статьи

Физика звёзд

Физика микромира

Журналы

Природа

Наука и жизнь

Природа и люди

Техника – молодёжи

Нобелевские лауреаты

Премия по физике

Премия по химии

Премия по литературе

Премия по медицине

Премия по экономике

Премия мира

Книги

Биологически активные

Доктор занимательных наук

Механизм ответственной власти

Популярная информатика

Смотри в корень!

Часы. От гномона до атомных часов

Издания НиТ

Батарейки и аккумуляторы

Охранные системы

Источники энергии

Свет и тепло

Научно-популярные статьи

Наука сегодня

Научные гипотезы

Теория относительности

История науки

Научные развлечения

Техника сегодня

История техники

Измерения в технике

Источники энергии

Наука и религия

Мир, в котором мы живём

Лит. творчество ученых

Человек и общество

Образование

Разное

Альтернатива антибиотикам


Антибиотикотерапия, десятилетиями используемая для лечения бактериальных заболеваний, порождает всемирное распространение и засилье антибиотикоустойчивых штаммов. На смену традиционным профилактическим и лечебным методам химического воздействия приходит фаготерапия – уничтожение вредоносных бактерий естественными средствами.

Спектр бактериальных заболеваний чрезвычайно разнообразен: от поражения кожи и слизистой оболочки кишечника до нервного паралича конечностей и головного мозга. Немногим более полувека назад антибиотики произвели революцию в медицине, превратив такие смертельные недуги как туберкулез, в обыкновенное инфекционное заболевание, которое удается вылечить без проблем с помощью доступных и недорогих медицинских препаратов. Однако со временем бактерии под действием антибиотиков генетически изменяются, приобретают устойчивость к яду, и последующее химическое воздействие становится неэффективным.

Со времени первого упоминания о фагах прошло около ста лет. В 1896 г. Ханкин, изучая сильное антибактериальное действие вод индийских рек Ганга и Джумны, впервые описал агент, который легко проходит через запретные для бактерий мембранные фильтры и вызывает лизис (разрушение) микробов. В 1917 году французский бактериолог Феликс Д'Эрль из Института Пастера предложил для найденных агентов название «бактериофаги» – пожиратели бактерий. А в 1921 году Брайон и Мэйсон впервые описали успешный способ лечения кожных заболеваний с помощью стафилококкового бактериофага. Некоторое время фаги пытались использовать для лечения различных заболеваний, но с открытием в 40-е годы эффективных антибиотиков, внимание исследователей и врачей полностью переключилось на химические препараты. Бактериофаги оставались невостребованными медициной вплоть до последнего времени, когда последствия применения антибиотиков полностью не изменили свойства заразной микрофлоры.

И до сих пор основным средством лечения бактериальных заболеваний остаются химические препараты. В любой аптеке вам предложат широкий выбор существующих на настоящее время антибиотиков, а вот о бактериофагах подчас не знают даже фармацевты. Впрочем, ситуация быстро меняется, и ныне ведущие инфекционисты Запада, как, например, Элизабет Картер и Карл Мерил, прогнозируют, что в скором времени фаготерапия станет настоящим прорывом в борьбе с инфекциями. Налаживание производства фагов идет на Западе ускоренными темпами. Поддерживает усилия ученых и вице-президент США Альберт Гор. Западные аналитики полагают, что через десять лет производство бактериофагов станет одной из лидирующих отраслей в фармацевтической промышленности.

Ныне установлено, что бактериофаги представляют собой разновидность вирусов – микроскопических неклеточных образований, состоящих из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки, иногда содержащей липиды. Все вирусы видоспецифичны и способны размножаться только в живых клетках-хозяевах (см. статью «Родить можно, не выходя из дома»). Наряду с вирусами растений и животных существуют и вирусы бактерий. В отличие от антибиотиков, специфические бактериофаги способны оказывать действие на определенные патогенные микробы, не нарушая естественного баланса нормальной микрофлоры высшего организма. Их выборочное влияние обусловлено природой взаимодействия с бактериями: контактом белков-сенсоров фага с белками-рецепторами (или характерными липидами) клеточной стенки бактерии. Проникнув внутрь болезнетворной клетки, фаг переключает генетический механизм роста клетки на воспроизводство себе подобных фагов. Последние, вдоволь размножившись, разрывают оболочку клетки-хозяина и лавиной атакуют другие микробы. Весь процесс от начала атаки одиночных фагов до воспроизводства целого полчища из десятков тысяч новобранцев занимает около тридцати минут. Полное освобождение от паразитов в организме происходит за считанные часы. При этом, разрушая определенный вид бактерий до последнего представителя, фаги не атакуют и не разрушают другие виды, широко представленные в организме и выполняющие полезные функции.

Фаголизис – разрушение бактерий – происходит в пораженных бактериями тканях и органах и естественным образом, в ходе самостоятельного выздоровления. Но собственных сил организма (его иммунной системы) для того, чтобы справиться с болезнью, может не хватить. «Специализированных санитаров» привлекают не только для лечения, но и для профилактики опасных инфекций. Бактериофаги не токсичны, не имеют противопоказаний к применению, их можно использовать в сочетании с любыми другими лекарственными препаратами. Бактериофаги назначают беременным, кормящим матерям и детям любого возраста, включая недоношенных детей. Основным условием их успешного применения является проверка выделенной культуры на чувствительность к соответствующему фагу. Отмечена удивительная закономерность: в отличие от антибиотиков, чувствительность клинических штаммов микроорганизмов к бактериофагам стабильна и имеет тенденцию к росту, что можно объяснить обогащением лечебных препаратов новыми расами фагов.

В силу небольшой автономной генетической составляющей, фаги, как и другие внутриклеточные варионы (плазмиды, транспозоны), являются идеальным объектом для генетических манипуляций. Современные средства генной инженерии позволяют создавать фаги с новыми свойствами, чувствительные к таким мощным паразитам, как сап, чума, сибирская язва. С помощью фагов можно конструировать направленные изменения в геноме хозяйской ДНК.

Не последнее место в исследовании бактериофагов принадлежит и России, где уже выпускаются мази и кремы на основе бактериофагов для стоматологии и косметического ухода за кожей. Бактериофаги добавляют в йогурты и другие кисломолочные продукты. Своевременные инвестиции в производство медицинских препаратов на основе разработанных в России бактериофагов могли бы дать существенную фору российским производителям перед западными фармацевтическими компаниями.

Россия в последние годы находилась в стороне от бурных событий в фаготерапии, но, в отличие от многих стран, не забросила ее совсем. При помощи бактериофагов у нас успешно лечили многие инфекции, гнойно-воспалительные осложнения у онкологических больных, некоторые урологические заболевания.

«В свое время пенициллин и другие антибиотики вытеснили все другие методы борьбы с бактериями, но со временем выявились и слабости антибиотиков, – считает специалист по генетике бактериофагов Владимир Крылов, ведущий научный сотрудник ГНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов. – Большинство природных бактериофагов очень специфичны: они поражают только определенный вид бактерий и довольно быстро могут вызвать у него устойчивость, поэтому надо постоянно искать новые штаммы. Сами фаговые смеси подбирают индивидуально для каждого пациента.»

Радужные надежды ученые связывают с генно-инженерными бактериофагами, которые менее специфичны, чем природные аналоги, и вводят в клетку гены, кодирующие много убивающих белков. Устойчивость к генно-инженерным фагам у бактерий развивается медленнее, чем к природным фагам, поэтому их не приходится так часто заменять.

Есть в фаготерапии и немало вопросов, на которые наука пока не может дать четкого ответа. В обычных условиях фаги не часто встречаются с человеком, а в условиях терапевтического применения в его организме могут оказаться миллиарды различных фаговых частиц. Как они будут взаимодействовать с клетками человека, с полезными для него микроорганизмами, наконец, друг с другом? Наверняка непросто. Но этих сложностей можно избежать, если использовать не живые фаги, а их действующие вещества, убивающие бактерии, – бактериоцины. Цинотерапия имеет и то преимущество, что активные вещества можно получать в очищенном виде. Первые генно-инженерные фаги для лечения распространенных инфекционных болезней, вероятно, появятся на рынке уже через 2...3 года.

 

Источники информации:

Завальский Л. Искусственные и природные пожиратели бактерий. Известия науки, 2004.

Неверова О. Охотники на бактерий размножаются. Известия науки, 2004.

Дата публикации:

29 октября 2004 года

Электронная версия:

© НиТ. Препринт, 1997

В начало сайта | Книги | Статьи | Журналы | Нобелевские лауреаты | Издания НиТ | Подписка
Карта сайта | Cовместные проекты | Журнал «Сумбур» | Игумен Валериан | Техническая библиотека
© МОО «Наука и техника», 1997...2017
Об организацииАудиторияСвязаться с намиРазместить рекламуПравовая информация
Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика