Вчені вперше застосували бактеріофаги для лікування мікобактеріальної інфекції у людини. У статті, опублікованій в говориться, що це перший випадок медичного використання генно-модифікованих бактеріофагів. В описаному клінічному випадку стан п'ятнадцятирічної пацієнтки, хворий на муковісцидоз і хронічно інфіковану, суттєво покращився після новаторського лікування.
Стійкість патогенів до протимікробних препаратів забирає не менше 700000 життів на рік, без ефективної боротьби з цією проблемою до 2050 року ця цифра може зрости до мільйона смертей щорічно. Мікобактеріальні інфекції роблять істотний внесок в інфекційну захворюваність і смертність: наприклад, від полірезистентного туберкульозу помирає близько 230000 осіб на рік. Антибіотикорезистентні нетуберкульозні мікобактеріальні хвороби також широко поширені, зокрема, від них часто страждають хворі на муковісцидоз. Хронічні інфекції можуть бути причиною ускладнень і смерті після трансплантації легенів, яка часто потрібна таким пацієнтам.
Бактеріофаги (віруси, що вражають бактерії) - можуть стати альтернативою антибіотикам, проте вони раніше не застосовувалися для лікування мікобактеріальних інфекцій у людей. У той же час, персоналізована внутрішньовенна фагова терапія для інших інфекцій вже була описана (1, 2).
Ребека Дедрік (Rebekah M. Dedrick) і Карлос Гуерреро-Бустаманте (Carlos A. Guerrero-Bustamante) з Піттсбурзького університету разом з колегами описали клінічний випадок п'ятнадцятирічної дівчини, хворої на муковісцидоз і хронічно інфіковану антибіотикорезисту. Хвороба супроводжувалася кількома супутніми патологіями, включаючи недостатність підшлункової залози, інсулінозавизимий цукровий діабет і ураження печінки, пов'язані з основним захворюванням.
Пацієнтці була проведена успішна двостороння трансплантація легенів. Протягом восьми років до цієї операції вона отримувала специфічну терапію проти нетуберкульозної мікобактеріальної інфекції. Трансплантація пройшла без ускладнень, після неї дівчина отримувала імуносупресивну терапію та антибіотики. Після трансплантації в мокроті виявилася, печінка була збільшена, функціональні печінкові проби були патологічними. Післяопераційна рана через тиждень після завершення курсу внутрішньовенного введення антибіотиків була запалена, на передпліччі з'явилися ураження шкіри.
Пацієнтка була виписана з лікарні через сім місяців з діагнозом номінованої мікобактеріальної інфекції. Незважаючи на продовження протвомікробного лікування, на різних частинах тіла продовжували з'являтися ураження шкіри у вигляді вузликів, стан хірургічної рани погіршився.
Оскільки лікування антибіотиками не давало ефекту, вчені вирішили провести лікування бактеріофагами. Щоб підібрати потенційно відповідні фаги, вони використовували культуру штаму, виділену у пацієнтки через місяць після операції. Вони звернулися до колекції, яка включала понад 10000 фагів, геном 1800 з яких був відомий. Було виявлено тільки один бактеріофаг, який міг ефективно вбивати мікобактерії штаму. Ефективність другого обраного бактеріофагу, була низькою, тому вчені використовували метод генної інженерії Bacteriophage Recombineeringof Electroporated DNA (BRED), щоб збільшити його терапевтичну силу. Для третього обраного фагу, який спочатку слабо інфікував, автори виділили мутантів зі зміненим спектром літичної дії (и).
Всі три фаги належать до сифовірусів (). У лабораторних експериментах і були менш ефективні, ніж, але суміш з трьох бактеріофагів не залишала в живих жодної навіть при її високих концентраціях.
Вчені вводили пацієнтці приготовану суміш з трьох фагів (109 бляшкоутворюючих одиниць кожного фагу) внутрішньовенно кожні 12 годин, лікування було призначено орієнтовно на 32 тижні. Хвора була виписана з лікарні через дев'ять днів, лікування тривало вдома. Під час перших двох годин лікування у пацієнтки відзначалася пітливість, вона відчувала припливи спека, але в іншому лікування переносилося добре: інші побічні ефекти зафіксовані не були. Через місяць терапії було додано місцеве лікування бактеріофагами в місцях уражень шкіри.
Протягом шести місяців (до моменту написання статті) стан пацієнтки поступово поліпшувався: післяопераційна рана заживала, поліпшувалися функції легенів і печінки, вона почала набирати вагу, хоча рана на грудині затягнулася не повністю. Позитронно-емісійна томографія показала поліпшення з боку внутрішніх органів і шкірних вузликів. не виявлялася в мокроті і крові починаючи з першого дня лікування, але все ще виділялася зі шкірних вузликів.
Вчені зазначають, що виявлені та модифіковані ними фаги не є універсальним засобом терапії проти. Так, вони не були ефективні для штаму, який був виділений у іншого пацієнта.
Автори пишуть, що, згідно з їхньою інформацією, це був перший випадок терапевтичного використання бактеріофагів при мікобактеріальній інфекції у людини, а також перший випадок використання генно-інженерних фагів. Хоча лікування фагами було пов'язане з поліпшенням стану пацієнтки, вчені не виключають можливості, що аналогічні ефекти могли відбутися без нього: один клінічний випадок не дозволяє робити висновки. Але вони вказують, що зазвичай серед пацієнтів з аналогічними станами відзначається висока захворюваність і смертність. Крім того, поліпшення стану їх пацієнтки не було пов'язано з початком або завершенням інших видів терапії.
Раніше вчені виявили, що бактеріофаги мають «засоби зв'язку», за допомогою яких вони «домовляються», чи знищувати інфіковану бактерію. Також вчені нашили натхнення для розробки потенційних методів лікування муковісцидозу, вивчаючи рух хламідомонад в ньютонівських і в'язкоупругих рідинах.