Egy régi módszert vetnek be a betegségek ellen

Bacteriophage, computer artwork.

A nyugati orvoslás az antibiotikumok használata mellett tette le a voksát a baktériumok elleni harcban. Néhány országban azonban már régóta használják a baktériumokat pusztító vírusokat, az úgynevezett bakteriofágokat a bakteriális betegségek gyógyításában. Az antibiotikum-rezisztens baktériumok elszaporodásával egyre több kutató figyelme fordul a régi-új gyógymód felé, írja a Nature.

A bakteriofágok – vagy egyszerűen fágok – olyan vírusok, amelyek bakteriális sejteket fertőznek meg, illetve pusztítanak el. Egy adott fág általában csak egyetlen vagy néhány baktériumtörzset támad meg oly módon, hogy hozzákapcsolódik a baktérium megfelelő receptoraihoz, bejuttatja örökítő anyagát a sejtbe, és saját maga reprodukálására kényszeríti a baktériumot, amíg az el nem pusztul.

A kutatók már az 1900-as évek elején elkezdték alkalmazni a fágokat az emberi gyógyászatban. Az 1940-es években azonban az eljárás háttérbe szorult, elsősorban az antibiotikumok bevezetése miatt. Ezeket ugyanis a fertőzések szélesebb spektruma ellen lehetett bevetni, mint a fágokat, amelyek erősen fajspecifikusak.

Bakteriofág (számítógépes grafika) Forrás: AFP/SPL

Az utóbbi időben azonban egyre több problémát jelent az antibiotikum-rezisztens baktériumok okozta betegségek kezelése, így több ország kezdi újra felfedezni a fágterápiát és beindítani az ezzel kapcsolatos kutatásokat. A múlt évben például az EU alapított egy Phagoburn nevű programot, amelynek célja annak kutatása, hogyan lehet használni a fágterápiát a bakteriálisan fertőzött égési sebek gyógyítására. A kutatásban belga, francia és svájci kórházak vesznek részt.

Fágterápia a gyakorlatban

A fágok természetes alkotórészei a mikrobiális ökoszisztémának. Az olyan környezetek, mint a tengervíz, az édesvíz és a talaj sok millió fágfajt tartalmaznak. A különböző fágfajok különböző baktériumfajokra specializálódtak, és úgy fertőzik meg a baktériumokat, hogy eközben nem ártanak az állati, illetve növényi sejteknek.

Amikor egy bakteriális fertőzést kell leküzdeni, a kutatók először a környezetből izolálják a kezeléshez szóba jöhető fágokat. A baktériumokat olyan vízmintával kezelik, amely természetes úton tartalmazza a fágokat. Ha a baktériumok elpusztulnak, a mintából centrifugálással kinyerik a fágokat, és megvizsgálják, melyik ölte meg a baktériumokat. Mind a fágokat, mind az általuk termelt anyagokat (például a baktériumbontó enzimeket, az úgynevezett endolizineket) fel lehet használni antibakteriális szerekként injekciókban, kapszulákban vagy kenőcsökben. Sokszor elég egyetlen adag a gyógyuláshoz.

A kezdeti sikerek ellenére azonban, amikor kezdtek elterjedni az antibiotikumok, a fágterápiával jórészt felhagytak. Napjainkban csak néhány országban használják, főként Oroszországban, Grúziában és Lengyelországban. A fágterápia hanyatlása részben annak volt köszönhető, hogy ez a kezelés specifikus fertőzések gyógyítására összpontosít, nem pedig egy sor baktériumos betegség kezelésére, mint az antibiotikumok. Néhány tanulmány szerint az is hozzájárult a visszaszoruláshoz, hogy a rendkívül fajspecifikus fágokat sokszor egyszerűen rossz baktériumok ellen tesztelték.

A fágterápia előnyei és lehetséges hátrányai

A fágterápiának pedig sok előnye van az antibiotikumokkal szemben. Először is, mivel a fágok baktériumölő hatásának mechanizmusa teljesen eltér az antibiotikumok hatásmechanizmusától, hatékonyak a multirezisztens kórokozók ellen. Másodszor, a fágterápia rendkívül fajspecifikus, ami azt jelenti, hogy nem támadja, illetve változtatja meg a beteg bélflóráját, így nem okoz gyomor- és bélpanaszokat. Harmadszor, a fágoknak az a tulajdonsága, hogy szaporodnak a kórokozókban, lehetővé teszi, hogy nagyon kis dózisokban juttassák be őket a terápia folyamán.

Egy bakteriális célpont ellen viszonylag könnyű fágot találni, mondta Ryland Young, a Texasi A&M Egyetem virológusa. A természet szinte kimeríthetetlen forrásként szolgál: soha nem találtak még két egyforma fágot. Ha egy baktérium rezisztenssé válik egy fágra – azaz ledobja vagy megváltoztatja azt a sejtfelszíni receptort, amelyhez addig a fág kapcsolódott, hogy az örökítő anyagát bejuttassa a – akkor a fágterápiával régóta foglalkozó grúz Eliava Intézet kutatói egyszerűen több fágot adnak a betegeknek adott víruskoktélhoz. Egyébként is nyolchavonta megújítják termékeiket, mondta Mzia Kutateladze, az intézet vezetője, és nem is mindig tudják a koktél pontos fágösszetételét.

A fágterápia ellenzői két lehetséges problémát szoktak felhozni. A fágokkal szemben ellenálló mutáns baktériumtörzsek megjelenését, és a gazdaszervezet (a beteg) immunrendszerének a fágok ellen fellépő nemkívánatos reakcióit. A mai technikával azonban kiküszöbölhető mindkét reakció. Több különféle fágból álló koktél alkalmazásával vagy mutáns (genetikailag módosított) fágok előzetes készítésével kivédhető bármilyen bakteriális rezisztencia. Az immunrendszer túlzott aktiválásának kivédésére pedig a kezeléshez ki lehet választani azokat a fágokat, amelyek nem váltanak ki ilyen reakciókat, vagy olyan mutáns fágokat lehet használni, amelyeket nem ismer fel az immunrendszer, így nem is reagál rájuk.

Néhány fág toxinokat is termelhet, de ennek kivédésére is létezik megoldás. A modern eljárások túljuttathatják a fágterápiát azon a szinten, amikor csak a vízmintákat elemezték a potenciális kezeléshez alkalmas fágok kiválasztására. A következő generációs szekvenálás például lehetővé teszi, hogy egyszerre több fág örökítő anyagának DNS-szekvenciáját vizsgálják. Ez megkönnyíti a fágterápiához megfelelő, de a káros (például toxint kódoló) gént nem tartalmazó jelöltek kiszűrését.

Kísérletek fágokkal Forrás: AFP/Vano Shlamov

Nemcsak hatékony, hanem olcsó is

A mai gyógyszerkutató programokban elterjedten használnak rágcsálókat, amelyekhez drága kísérleti részlegek kellenek, és megdrágítják a kutatásokat. A fágterápiás kísérleteket sokkal olcsóbb gerinctelen állatokon lehet végezni. Kazuhisa Sekimizu és munkatársai a Tokiói Egyetemen selyemhernyókat használnak a kísérleteikhez, és a kontrollként alkalmazott egértesztek megerősítették az eljárások hatékonyságát.

Ez az olcsóság azonban bizonyos szempontból hátrányt is jelent, mert a gyógyszergyáraknak jóval nagyobb üzletet jelentenek jelenleg az antibiotikumok, mint amit az esetleges fágkészítmények jelentenének. A nagy gyárakat úgy lehetne érdekeltté tenni, ha a genetikailag módosított fágokat szabadalmaztatni lehetne, ez azonban még egyelőre nem eldöntött kérdés. A természetes DNS-szekvenciák szabadalmi védettségét megtagadta az Egyesült Államok legfelsőbb bírósága.

Az igazi áttörést a fágterápia elterjesztésében egy látványos eredmény jelentené. Ilyen lehetne például a már említett Phagoburn programban, ha sikerülne olyan elfertőzött égési sérüléseket gyógyítani, amelyeknél az antibiotikumos terápia kudarcot vallott.