ПАП: Польские птицеводы испытывают проблемы со сбытом своей продукции, особенно в Великобритании, где их обвиняют в заражении мяса бактериями сальмонеллы. Параллельно вы работаете над использованием бактериофагов для борьбы с инфекциями сельскохозяйственных животных, вызываемыми этими бактериями. Как они могут помочь в борьбе с бактериями сальмонеллы?
Проф. Алисия Венгжин, Центр фаговой терапии Гданьского университета: Сальмонелла в птицеводстве на самом деле является большой проблемой, с которой мы уже знаем, как бороться – с помощью препаратов, содержащих бактериофаги. Для борьбы с ними мы будем использовать естественных врагов бактерий, обитающих в окружающей среде. Бактериофаги, или сокращенно фаги, — это вирусы, которые размножаются только в бактериальных клетках. Каждый бактериофаг отличается высокой специфичностью, поскольку чаще всего он размножается только на одном виде бактерий, иногда даже на определенных штаммах.
В процессе размножения бактериофаги производят ферменты, которые разрушают бактериальные оболочки, просто заставляя их лопаться и высвобождать дочерние фаги (вирусы), которые могут инфицировать последующие бактериальные клетки.
ПАП: Как долго они будут это делать?
А.В.: Молекулярные биологи любят говорить, что бактериофаги — это лекарство, которое производит само себя и к тому же самоограничивается: фаги будут размножаться в данной среде до тех пор, пока находят своих хозяев — бактерий. Если они исчезнут, исчезнут и бактериофаги, поскольку они не смогут размножаться.
ПАП: Не представляют ли они угрозы для здоровья человека?
А.В.: Наш организм с рождения привык иметь дело с бактериофагами. Фаги переходят через плаценту к плоду, ребенок получает их от матери при рождении, а также они находятся в грудном молоке. Бактериофаги распространены в нашем организме, преимущественно в кишечнике, где они входят в состав микробиома, присутствуют в крови и через нее доставляются ко всем органам. Они могут даже преодолеть гематоэнцефалический барьер и попасть в мозг.
Человеческий организм взаимодействует с бактериофагами миллионы лет – они не появились внезапно, и во время терапии мы будем вводить что-то необычное, с чем организм человека или животного никогда раньше не контактировал, поэтому мы ожидаем впечатляющей реакции. Организм примет их спокойно и с благодарностью, если только в препарате нет примесей (что является результатом деятельности человека). Более того, их присутствие в нашем организме крайне важно: от их количества, разнообразия и присутствия в кишечнике зависит наше здоровье, не только физическое, но и психическое.
ПАП: У каждой бактерии есть свой вирус, бактериофаг, который атакует ее, чтобы размножиться?
А.В.: Предполагается, что в природе у нас имеется 10 в 30-й степени бактерий, а бактериофагов – 10 в 31-й степени, то есть в среднем на одну бактерию приходится 10 различных бактериофагов.
ПАП: Возвращаясь к нашим птицеводам и их проблеме: вы уже разработали метод введения этих бактериофагов цыплятам?
А.В.: Да, их можно подавать несколькими способами. Бактериофаги могут входить в состав сугубо лекарственных препаратов, но поскольку бактерии сальмонеллы не поддаются лечению, в этом случае это могут быть препараты, предотвращающие инфицирование и оказывающие профилактическое действие. Например, вы можете добавить их в воду или использовать для запотевания помещений. У птиц есть два пути проникновения возбудителей: через дыхательную систему и пищеварительную систему, в случае тумана бактериофага птица просто вдыхает его. Таким же способом можно устранить и другие возбудители, например, бактерию Escherichia coli.
Бактериофаги также можно использовать для приготовления дезинфицирующих жидкостей – это позволит снизить количество бактерий на оборудовании или линиях передачи, по которым подается корм, или линиях подачи воды. Их использование также позволит снизить количество болезнетворных микроорганизмов в помете.
Однако бактериофаги можно использовать и раньше, до стадии размножения, а именно в родительском стаде, защищая кур-несушек, а затем и яйца. По окончании производственного цикла их можно использовать на бойнях, это чрезвычайно важный этап. Представьте себе производственную линию из нержавеющей стали, на которой сальмонелла образовала характерную биопленку, бактериальную структуру высшего порядка, устойчивую к антибиотикам, дезинфицирующим средствам, озону, ультрафиолетовому излучению – практически всему, что мы используем для дезинфекции. Однако бактериофаги способны справиться с этой биопленкой.
ПАП: Это бактериофаговое биологическое оружие очень универсально.
А.В.: И да, я полностью согласен. Его также можно использовать в складских помещениях, в помещениях разделки мяса, где, несмотря на низкую температуру -4 градуса Цельсия, сальмонелла выживает и легко может сохраняться в течение нескольких лет. Препараты с бактериофагами будут полезны и на этапе транспортировки, например, для мытья автомобилей, контейнеров, ящиков и т. д. Мы также можем использовать их для защиты мяса или яиц не только от развития бактерий сальмонеллы, но и от других болезнетворных бактерий. У нас много возможностей, нам просто нужно все тщательно протестировать.
ПАП: Вы говорите, что мы можем сделать это, мы можем сделать это, так почему бы нам не сделать это?
А.В.: Да, мы делаем это постоянно. Однако, если мы хотим использовать препараты, которые эффективно уничтожат бактерии сальмонеллы, мы должны тщательно подготовиться. В настоящее время мы работаем почти с 400 различными штаммами бактерий сальмонеллы, которые в настоящее время встречаются по всей Польше, и ищем бактериофаги, которые будут лучше всего работать в их случае.
Поэтому мы работаем с большим пулом бактериофагов, проверяем их и тестируем. Мы выбираем лучшее. По этой причине работа затягивается, но я думаю, что через два года мы будем готовы опробовать препараты в полевых условиях - сделаем так называемую клинические испытания.
ПАП: Где вы берете бактериофаги для исследований, а затем для производства препаратов?
А.В.: Лучшим источником бактериофагов являются городские сточные воды, а сточные воды больниц – совершенно отличный источник. Пока мы их никак не модифицировали генетически, так что это бактериофаги, встречающиеся в природе. Затем мы их размножаем и проверяем их свойства в лаборатории.
ПАП: Какие особенности вы ищете в бактериофагах?
А.В.: Есть доброкачественные бактериофаги, которые могут интегрироваться в бактериальную хромосому, они сидят там и ждут хороших времен, когда бактерии будут хорошо питаться, мы называем их лизогенными, и для терапии они малопригодны, поэтому мы их отвергаем. Мы получаем так называемый литические фаги, попадая в бактерию, быстро подчиняют ее, быстро размножаются, разрывают на части и выбрасывают дочерние фаги наружу. Это единственные, которые нас интересуют – хищные. А в самом конце нашей лабораторной работы мы изолируем генетический материал выбранных фагов, а затем его секвенируем. Нам необходимо проверить, не несут ли фаги гены устойчивости к антибиотикам или, например, гены токсинов, которые могут быть вредными при введении животным или человеку. Только тогда мы сможем сказать, что у нас есть коллекция фагов, которые мы объединим друг с другом и создадим фаговые препараты, технически называемые фаговыми коктейлями.
П.П.: Вы можете провести это исследование по бактериофагам, потому что вы сначала получили на него грант на исследование, а затем нашли клиентов, которые за это платят. Тем не менее, на протяжении десятилетий утверждалось, что бактериофаги могут заменить и, безусловно, поддержать антибиотики – как при лечении животных, так и людей. Никому не нужно объяснять, в чем проблема сегодня антибиотикорезистентных бактерий, а ведь тема бактериофагов и возможностей их использования не пользуется особой популярностью.
А.В.: Что касается экспериментального лечения людей фагами, то этим занимается один центр во Вроцлаве. Врачи имеют право на эту терапию, но на самом деле знаний наших врачей по этому вопросу недостаточно. Кроме того, врачи опасаются использования препаратов в рамках экспериментальной терапии, т.е. официально незарегистрированных. Но у этого есть шанс измениться, потому что Европейское агентство по лекарственным средствам (EMA) издало регламент, описывающий порядок регистрации препаратов, содержащих бактериофаги для животных, т.е. для использования в ветеринарии – так что он у нас уже есть. В случае с процедурами регистрации препаратов, предназначенных для человека, ведутся консультации по готовым регламентам, поэтому можно ожидать, что они вступят в силу в ближайшее время.
ПАП: Производители антибиотиков не будут удовлетворены.
А.В.: Определенно, это огромное, сильное лобби, с которым нам, вероятно, придется столкнуться. Однако, чтобы внести ясность: бактериофаги как лекарства тоже не идеальны. Например, препарат, состоящий, скажем, из пяти бактериофагов, не будет работать вечно. Это биология, постоянная эволюция, поэтому бактерии тоже становятся устойчивыми к бактериофагам, а значит, будут эволюционировать, чтобы эту устойчивость сломать. Поэтому необходимо будет следить за эффективностью этих препаратов и при необходимости изменять их состав.
ПАП: А оно того стоит?
А.В.: Если мы сможем ограничить использование антибиотиков и распространение устойчивых к лекарствам форм бактерий в окружающей среде, это будет очень выгодно. Люди допустили много предосудительных ошибок, когда дело касалось антибиотиков: в 1960-х и 1970-х годах они использовали их в огромных количествах в качестве кормовой добавки не столько в терапевтических целях, сколько как стимуляторов роста животных. Между тем, применение антибиотиков в низких концентрациях приводит к тому, что бактерии становятся к ним устойчивыми. Таким образом, мы резко сократили количество эффективных антибиотиков на рынке как в медицине, так и в ветеринарии. Устойчивость к антибиотикам в естественной среде — нормальное явление, но она возникает на микроуровне.
ПАП: Спасут ли бактериофаги человечество?
А.В.: Мне бы очень хотелось, чтобы это произошло. У них есть потенциал для этого
Интервью: Мира Суходольска (ПАП)
мир/рал/мхр/
