Οι βιολόγοι έχουν δημιουργήσει ιούς για να αποδυναμώσουν τα βακτηρίδια που μολύνουν, αφήνοντας τους ιούς πιο ευάλωτους στα αντιβιοτικά. Με την εμφάνιση περισσότερων βακτηρίων ανθεκτικών στα συνηθέστερα χρησιμοποιούμενα αντιβιοτικά, η ιογενής προσέγγιση θα μπορούσε να επεκτείνει την ωφέλιμη ζωή αυτών των φαρμάκων.
Η ιδέα της καταπολέμησης της λοίμωξης με την αξιοποίηση των ιών που μολύνουν και σκοτώνουν τα βακτηρίδια χρονολογείται σχεδόν έναν αιώνα. Οι γιατροί στην πρώην Σοβιετική Ένωση συνταγογράφησαν συνήθως ένα κοκτέιλ τέτοιων ιών – που ονομάζονται «βακτηριοφάγοι» ή απλώς «φάγοι». Αλλά η θεραπεία δεν είχε ποτέ καταγραφεί στη Δύση, όπου εγκαταλείφθηκε σε μεγάλο βαθμό όταν εμφανίστηκαν αντιβιοτικά στη σκηνή.
Από τότε, οι ερευνητές έχουν παγιδευτεί σε μια επιτάχυνση της κούρσας εξοπλισμών για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων εναντίον βακτηρίων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά, οδηγώντας ορισμένους να στραφούν στην εναλλακτική προσέγγιση της «θεραπείας φάγων». Αρκετές εταιρείες αναπτύσσουν τώρα τέτοιες θεραπείες και το 2006 η Αμερικανική Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων ενέκρινε έναν βακτηριοφάγο που θα μπορούσε να ψεκαστεί σε κρέατα γεύματος για να σκοτώσει το βακτήριο Listeria monocytogenes. Αυτό το βακτήριο προκαλεί λιστερίωση – μια σπάνια αλλά μερικές φορές θανατηφόρα λοίμωξη που μπορεί να είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη για εκείνους με ασθενές ανοσοποιητικό σύστημα, καθώς και έγκυες γυναίκες και τα αγέννητα μωρά τους.
Για να σκοτώσει χωρίς να σκοτώνει
Οι προηγούμενες προσεγγίσεις στη “θεραπεία φάγου” βασίζονταν συνήθως σε βακτηριοφάγους που τελικά έσπασαν τα μολυσμένα βακτηρίδια, σκοτώνοντας το κύτταρο και απελευθερώνοντας περισσότερους φάγους για ανίχνευση για νέους ξενιστές. Αλλά τα βακτήρια κάτω από αυτό το είδος άμεσης επίθεσης γρήγορα εξελίσσονται για να καταστούν ανθεκτικά στον φάγο.
Ο Βιολόγος – μηχανικός James Collins του Πανεπιστημίου της Βοστώνης στη Μασαχουσέτη και ο τότε μεταπτυχιακός φοιτητής του (νυν επίκουρος καθηγητής στο ίδιο Πανεπιστήμιο) Timothy Lu, αποφάσισαν να πάρουν μια διαφορετική στάση. Αντί να χρησιμοποιούν θανατηφόρους ιούς, επεξεργάστηκαν τους ιούς τους για να αποδυναμώσουν τα βακτήρια, καθιστώντας τους πιο ευαίσθητους στα αντιβιοτικά.
Ο Lu και ο Collins σχεδίασαν γενετικά έναν φάγο που ονομάζεται M13, ο οποίος δεν προκαλεί έκρηξη των μολυσμένων κυττάρων, για να παράγει μια βακτηριακή πρωτεΐνη που ονομάζεται lexA3 – η οποία εμποδίζει την ικανότητα ενός βακτηρίου να επισκευάσει το κατεστραμμένο DNA. Όταν ο τροποποιημένος φάγος Μ13 μολύνει ένα βακτήριο, στην περίπτωση αυτή Escherichia coli , παράγει lexA3, το οποίο καθιστά το βακτήριο περισσότερο ευάλωτο σε φάρμακα που βλάπτουν το DNA.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο φάγος αύξησε την ικανότητα του αντιβιοτικού ofloxacin να σκοτώσει το Ε. Coli που αναπτύχθηκε σε καλλιέργεια, ακόμα και όταν τα βακτηρίδια ήταν ανθεκτικά στο αντιβιοτικό από μόνο του. Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι αυτός ο τύπος θεραπείας φάγων θα μπορούσε να αναζωογονήσει αντιβιοτικά τα οποία δεν θεωρούνται πλέον αποτελεσματικά.
Παρατεταμένες αμφιβολίες
Τα αποτελέσματα σε ποντίκια υποσχέθηκαν επίσης: το 80% των ζώων που έλαβαν τόσο οφλοξακίνη όσο και τροποποιημένο φάγο Μ13 επιβίωσαν από μόλυνση με στέλεχος Ε. Coli που προκαλεί ασθένεια, σε σύγκριση με ποσοστό επιβίωσης μόνο 20% μεταξύ μολυσμένων ποντικών που έλαβαν μόνο το αντιβιοτικό.
“Αυτά τα ευρήματα μπορεί να είναι γενικά σημαντικά στον έλεγχο των βακτηριακών λοιμώξεων”, λέει ο Shigenobu Matsuzaki, μικροβιολόγος στο Ιατρική σχολή Kochi στην Ιαπωνία. Αλλά είναι πιθανόν να είναι πολύς καιρός πριν αυτές οι τεχνικές να χρησιμοποιηθούν στην κλινική, προσθέτει ο Matsuzaki.
Παρά τη μακρά ιστορία της, υπάρχουν παρατεταμένες ανησυχίες σχετικά με τη θεραπεία φάγου. Η θεραπεία μπορεί να προκαλέσει μια ανεπιθύμητη ανοσολογική απόκριση, για παράδειγμα, ή κάποιοι φάγοι μπορεί να μην επιβιώσουν στο ταξίδι μέσω του ανθρώπινου σώματος στα κύτταρα-στόχους τους.
Επιπροσθέτως, οι βακτηριοφάγοι είναι περίφημοι για τους οικοδεσπότες τους. Στο παρελθόν, ένας γιατρός θα έδινε ένα κοκτέιλ διαφορετικών φάγων με την ελπίδα ότι ένας από αυτούς θα στοχεύσει το βακτηρίδιο που μολύνει τον ασθενή τους. Αλλά αν δεν μπορεί να δημιουργηθεί ένα κοκτέιλ μηχανικών ιών, οι γιατροί θα πρέπει να γνωρίζουν ποιο συγκεκριμένο στέλεχος του βακτηρίου είναι υπεύθυνο για τη μόλυνση πριν από την έναρξη της θεραπείας.
Επιστημονικό Άρθρο:
Timothy K. Lu and James J. Collins, Engineered bacteriophage targeting gene networks as adjuvants for antibiotic therapy, Proc. Natl Acad. Sci. USA.
