Sisältö
- Isabelle Holdawaysin tarina
- Kuinka faagit tappaa bakteereja
- Faagit, jotka pelastivat teini-ikäisen
- Faagihoito
- Faagiterapian tulevaisuus
- Faagit vs. antibiootit
Kun Isabelle Holdawaylle kehittyi vakava bakteeri-infektio keuhkosiirteen jälkeen, hänellä oli muutama hoitovaihtoehto. Infektio levisi koko vartaloon ja oli resistentti antibiooteille. Hän kuitenkin saavutti uskomattoman parannuksen bakteereja tappaneiden geneettisesti muunnettujen virusten ansiosta.
Isabelle Holdawaysin tarina
Isabelle Holdaway oli 15-vuotias, kun hänelle tehtiin keuhkotransplantaatti kystisen fibroosin takia. Koska elinsiirto vaatii potilaita immuunijärjestelmää supistavien lääkkeiden käyttämiseen, Holdaway oli alttiina infektioille. Lääkärit uskovat, että hänellä oli jo Mycobacterium abscessus bakteereja hänen järjestelmässään, koska se on yleinen kystistä fibroosia sairastavien potilaiden keskuudessa.
Immunosuppressiiviset lääkkeet antoivat bakteereille kasvaa hallitsemattomasti hänen kehossaan. Hänelle kehittyi vakava infektio rintaan, maksaan, vartaloon ja muihin kehon osiin. Infektio oli resistentti antibiooteille, joten Yhdistyneen kuningaskunnan Great Ormond Street Hospital -sairaalan lääkärit lähettivät hänet kotiin palliatiiviseen hoitoon, toivoen vähän paranemista.
Äiti Holdaways tutki hoitomahdollisuuksia verkossa ja löysi faagiterapia. Faagit ovat viruksia, jotka voivat tappaa bakteereja, ja tutkijat ovat kokeilleet niitä monien vuosien ajan. Holdaway sai kokeellisen faagihoidon, joka pelasti hänen henkensä.
Kuinka faagit tappaa bakteereja
Bakteriofagit tai faagit ovat viruksia, jotka voivat tappaa bakteereja. Vaikka faageilla on erilaiset muodot ja koot, niillä on taipumus olla joko DNA: ta tai RNA: ta. 1900-luvulla löydetyt faagit auttoivat hoitamaan bakteeri-infektioita, kuten koleraa. Vielä vuonna 1928 tehdyt penisilliinitutkimukset muuttivat painopisteen kuitenkin faageista, kun antibiootit tulivat suosituksi.
Koska faagit ovat viruksia, ne eivät voi lisääntyä tartuttamatta isäntää. Bakteriofaagit seuraavat yleensä kahta yleistä bakteerien tartuntaprosessia: lyyttistä sykliä ja lysogeenistä sykliä. vuonna lyyttinen sykli, faagit tartuttavat bakteereita, ottavat solut haltuunsa ja käyttävät niitä lisää faagien valmistamiseen, kunnes solut pilkotaan tai purskahtavat.
vuonna lysogeeninen sykli, faagit infektoivat bakteerit, insertoivat DNA: nsa bakteerien geneettiseen tietoon, ja solut sisältävät DNA: n solunjaon aikana. Tätä faagi-DNA-palaa kutsutaan profaagiksi. Se voi aktivoitua ja tehdä faageja, jotka alkaisivat lyyttisen syklin.
On kuitenkin tärkeää huomata, että faagit ovat hyvin erityisiä. Tämä tarkoittaa, että kukin tyyppi tartuttaa erityyppisiä bakteereja. Yksi faagi voi toimia vain yhdessä bakteerilajissa eikä muissa.
Faagit, jotka pelastivat teini-ikäisen
Kun Holdawaysin äiti sai tietää faagiterapiasta, Great Ormond Streetin sairaalan lääkärit pitivät yhteyttä Rebekah Dedrickiin ja Graham Hatfulliin Pittsburghin yliopistossa, joilla oli kokoelma faageja. Tiedeopetusliiton Phage Hunters Genomics and Evolutionary Science (SEA-PHAGES) -ohjelma, joka on perustutkintoa omaava tutkimuskurssi, auttoi kokoelman kokoamisessa. Monet faagit löydettiin kaivamalla vain maaperään.
Pittsburghin yliopiston tutkijoilla oli kokeita varten tarkoitettuja faageja, mutta he eivät tienneet mitkä tappaisivat Mycobacterium abscessus bakteerit, jotka tarttuivat Holdawayen. He viettivät viikkoja bakteerien kasvattamisessa ja hoitamisessa eri faageilla. Vuonna 2018 bakteriofagi, jota he kutsuivat Muddyksi, tappoi bakteereja petrimaljassa.
Vaikka Muddy oli tärkeä löytö, tutkijat tiesivät, että myös bakteerit voivat tulla vastustuskykyisiksi faageille. He halusivat löytää useita faageja, jotka kykenevät käyttämään lyyttistä sykliä teini-ikäisten tartunnan hoitamiseksi. Kuukausia myöhemmin he havaitsivat, että ZoeJ- ja BP-faagit voivat myös vaikuttaa bakteereihin. Ryhmän piti muuttaa geneettisesti ZoeJ: ta ja BP: tä, jotta ne olisivat lyyttisiä eikä lysogeenisiä. He loivat huumausainekokteilin näistä kolmesta faagista Holdawaylle.
Faagihoito
Pittsburghin yliopiston tutkijat lähettivät faagikokteilinsa Great Ormond Street Hospital -sairaalaan Lontoossa. Tähän mennessä Holdaways-tartunnan leviäminen oli jatkunut, ja hänellä oli 1% mahdollisuus selviytyä. Sairaalan lääkärit antoivat hänelle faagien IV ja käyttivät joitain peitteessä, jonka he levittivät hänen ihonsa.
Holdaway pystyi poistumaan sairaalasta yhdeksän päivän kuluttua. Hänen ranteessa olevat haavat katoavat, hänen ihonsa parani ja hänen maksansa oli parempi. Hän saa edelleen faagihoitoa tänään. Lääkärit huomauttivat, että hänellä ei ollut "melkein mitään sivuvaikutuksia" faageista. Tutkijat epäröivät kuitenkin kutsua sitä täydelliseksi parantamiseksi tällä hetkellä.
Vaikka muita on aikaisemmin hoidettu faagiterapialla, mikä tekee Holdaways-tapauksesta ainutlaatuisen, on geeniteknisesti suunniteltujen bakteriofaagien käyttö. Tutkijat poistivat geenin faageista ja eivät lisänneet uusia.
Faagiterapian tulevaisuus
Tutkijat haluavat nähdä laajoja kliinisiä tutkimuksia ennen faagihoidon tukemista tehokkaana bakteeri-infektioiden hoitona. Anekdottiset tapaukset, kuten Holdaways, tarjoavat toivoa, mutta eivät riitä, että faagit myydään paikallisessa apteekissa milloin tahansa pian.
Tutkijat varoittavat myös, että faagiterapia on erittäin spesifistä. Faagit, jotka tappoivat infektion Holdawaysin kehossa, eivät toimineet potilaalle, jolla oli eri bakteerikanta.Kiinnostuksesta huolimatta faagikirjastot ovat edelleen suhteellisen pieniä verrattuna bakteereihin liittyviin. Jotta heistä tulisi hyväksytty hoito, niiden on tapahduttava paljon enemmän.
Faagit vs. antibiootit
Yksi asia, joka antaa faagitutkijoille toivoa, on kasvava kiinnostus alaansa kasvavan kiinnostuksen takia Antibioottinen vastustuskyky maailman ympäri. Infektiot, joita aiemmin hoidettiin yhdellä antibiootilla, ovat nyt tulossa resistenttejä useille lääkkeille. Faageja ei kuitenkaan ole helppo käyttää hoitona, ja niihin liittyy useita haasteita. Esimerkiksi, kuluu aikaa eristää ja löytää oikea faagi, joka voi tappaa kunkin tyyppiset bakteerit.
Faagien käytöllä perinteisten antibioottien sijasta on etuja. Faagit eivät hyökkää ihmisen soluihin ja ovat erittäin spesifisiä bakteereille. Ne eivät häiritse suoliston mikrobiomia ja aiheuttavat ruuansulatusongelmia, kuten tyypilliset antibiootit. Faagit työskentelevät myös antibioottiresistentteissä bakteereissa, ja bakteerien on vaikeampaa kehittää niiden vastustuskykyä faagien suhteen, koska niiden solut tuhoutuvat. Faagiterapialla on paljon lupauksia tulevaisuuden henkilökohtaisena hoidona.