Jos antibiootit epäonnistuvat, bakteereja syövät virukset voivat vallita
Antibiooteille vastustuskykyiset bakteerit voivat aiheuttaa erittäin vaikeasti hoidettavia infektioita, ja joskus ne saattavat vaarantaa ihmisen elämän. Luova uusi lähestymistapa voi kuitenkin tarjota voimakkaan aseen näitä ”superbugeja” vastaan.
Äskettäin julkaistu useita tieteellisiä raportteja, jotka viittaavat siihen, että monet bakteerisäikeet kehittävät vastustuskykyä antibiooteille, viittaa maailmanlaajuisen kriisin puhkeamiseen.
Kun yhä useammat vaaralliset bakteerit eivät reagoi voimakkaisiin antibiooteihin, tutkijat ovat alkaneet etsiä vaihtoehtoisia tapoja torjua näitä "superbugeja".
Viimeaikaiset tutkimukset ovat tutkineet joidenkin yllättävien terapioiden hyödyllisyyttä antibiooteille vastustuskykyisiä bakteereja vastaan, mukaan lukien tietyn Irlannin maaperässä elävän bakteerin käyttö ja uusien lääkeaineyhdistelmien kokeileminen.
Nyt tutkijat Pittsburghin yliopistossa Pennsylvaniassa ja Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Chevy Chase, MD, tarjoavat todisteita siitä, että erilainen lähestymistapa voi tarjota tehokkaan tavan torjua vaarallisia bakteeri-infektioita.
Pittsburghin yliopistossa ja HHMI: ssä työskentelevä professori Graham Hatfull ja hänen tiiminsä ovat tutkineet erästä biologista tartuntatautia nimeltä bakteriofagit tai yksinkertaisesti faagit.
Bakteriofagit - nimi, joka tarkoittaa kirjaimellisesti "bakteerien syömistä" - ovat viruksia, jotka kohdentavat, tartuttavat ja tuhoavat erilaisia bakteerikantoja. Aikaisempi professori Hatfullin kirjoittama tutkimus viittaa siihen, että planeetalla on arviolta 1031 bakteriofagipartikkelia.
Eri faagit kohdentavat kuitenkin erilaisia bakteerikantoja. Tästä syystä sen bakteerin vastaavan aineen tunnistaminen voi olla haastava kokeilu- ja virhetehtävä.
Vanhan idean elvyttäminen
Bagiofagien käyttö infektioiden torjunnassa "faagiterapiana" kutsuttu lähestymistapa ei ole missään nimessä uusi idea. Itse asiassa tämä käsite on ollut tutkijoiden tutkoissa lähes sata vuotta.
Brittiläiset, ranskalaiset ja venäläiset tutkijat kokeilivat faageja jo kliinisessä ympäristössä 1900-luvun alussa.
Tutkijat selittävät kuitenkin, että alkuperäinen innostus faagiterapian potentiaaliin laski monien vuosien ajan. Tämä johtui osittain tutkijoiden käytettävissä olevasta rajallisesta tiedosta ja tieteellisistä resursseista tuolloin.
Nyt kiinnostus faagitutkimusta kohtaan voi kuitenkin lisääntyä uudestaan yhden viimeaikaisen terapeuttisen menestyksen ansiosta.
Prof. Hatfull ja tiimi selittävät - lehdessä ilmestyvässä opinnäytetyössä Luontolääketiede - että huolella valittuja faageja käyttämällä he pystyivät hoitamaan vakavan infektion, jonka koki 15-vuotias potilas, jolla oli monimutkainen sairaushistoria.
Potilaalla oli kystinen fibroosi, parantumaton geneettinen tila, joka aiheuttaa paksun liman kertymistä varsinkin - vaikkakin ei vain - keuhkoihin. Tämä puolestaan johtaa alttiuteen infektioille.
Vuonna 2017 he esittelivät Great Ormond Street -sairaalassa (GOSH) Lontoossa, Iso-Britanniassa, kaksinkertaisen keuhkosiirron saamiseksi.
Kuitenkin pian toimenpiteen jälkeen potilaan lääkärit huomasivat, että leikkaushauva näytti punaiselta ja raakalta, että heillä oli maksainfektio ja että heidän kehoonsa oli muodostunut useita kyhmyjä. Nämä kyhmyt sisälsivät bakteereja, jotka yrittivät "pintaa" ihon läpi.
Virusten käyttäminen bakteerien torjuntaan
Tutkijat tekivät yhteistyötä GOSH: n lääkäreiden kanssa etsimään bakteriofaageja, jotka hyökkäävät tietyille bakteerikannoille, jotka tartuttavat kyseistä 15-vuotiasta potilasta sekä toista kystistä fibroosia sairastavaa nuorta. Toinen potilas oli myös läpikäynyt kaksinkertaisen keuhkosiirron ja saanut vakavan infektion.
Tutkijat vastasivat lääkäreiden vetoomuksiin; kaksi nuorta potilasta eivät reagoineet mihinkään saamaansa antibioottiin.
Tutkijat huomaavat, että nämä infektiot eivät olleet uusia; potilaat olivat ensin kehittäneet ne monta vuotta aikaisemmin, mutta olivat pitäneet heitä hallinnassa leikkauksiinsa saakka, jolloin he puhkesivat vaarallisesti.
"Nämä viat eivät reagoineet antibiooteihin. Ne ovat erittäin lääkeresistenttejä bakteerikantoja ”, sanoo professori Hatfull. Joten, hän selittää, tutkijat päättivät kokeilla "[käyttää] bakteriofaageja antibiooteina - jotain, jota voisimme käyttää tappamaan infektioita aiheuttavia bakteereja".
Prof. Hatfullin tärkeimmät kiinnostuksen kohteet ovat faagien tutkiminen ja tuberkuloosin (TB), joka on pääasiassa keuhkoihin asettuva bakteeri-infektio, hoito. Hänen lontoolaiset kollegansa ottivat yhteyttä, koska, kuten tapahtui, molemmilla heidän nuorilla potilaillaan oli Mycobacterium-kantojen aiheuttamia infektioita, joka on myös mukana tuberkuloosissa.
Lääkärit lähettivät professori Hatfull -näytteitä potilaiden infektioista vastuussa olevista bakteerikannoista, jotta hän ja hänen yhteistyökumppaninsa pystyivät tunnistamaan mitkä faagit kykenisivät hyökkäämään ja tuhoamaan ne.
Muutaman kuukauden kuluessa he löysivät joukon faageja, jotka sopivat yhteen bakteereista, jotka infektoivat yhden potilaista. Tämä ensimmäinen löytö tuli kuitenkin liian myöhään; potilas oli kuollut aiemmin samana kuukautena.
'Kartoittamaton alue'
Kun tuli tunnistaa faagit, jotka voivat auttaa 15-vuotiasta potilasta, haku ei ollut niin sujuvaa. Aluksi ryhmä löysi kolme mahdollisesti hyödyllistä bakteriofagia. Kävi kuitenkin ilmi, että vain yksi oli tehokas tartunnan kohteena olevissa bakteereissa.
Ratkaisu, jonka professori Hatfull ja tiimi sitten keksivät, oli modifioida kahden vähemmän tehokkaan faagin genomit, jotta ne olisivat täysin tehokkaita hyökkäykseen tarvitsemia bakteereja vastaan.
Kun he havaitsivat sekoituksen, joka oli sekä tehokas että turvallinen, he olivat yhteydessä lääkäreihin, jotka antoivat sen sitten potilaalle kahdesti päivässä. Jokainen annos sisälsi miljardin faagipartikkelia.
Kuuden viikon tämän innovatiivisen hoidon jälkeen lääkärit näkivät, että potilaan maksainfektio oli kadonnut. Tällä hetkellä lääkärit ilmoittavat, että vain muutama ilmaisimen kyhmy on jäljellä.
Professori Hatfull ja hänen tiiminsä ovat erityisen tyytyväisiä siihen, että niiden kohdentamat bakteerit eivät ole toistaiseksi kehittäneet vastustuskykyä niitä faageja vastaan, joita tutkijat käyttivät niitä vastaan. Tämä tarkoittaa, että tämä lähestymistapa voi olla sellainen, jota lääkärit voisivat edelleen käyttää vakavien, vastustuskykyisten infektioiden hoidossa.
Tutkijat huomauttavat kuitenkin, että on edelleen haastavaa tunnistaa oikea faagiseos yksittäisten bakteeri-infektioiden hoitamiseksi. Parhaiden faagihoitojen löytämiseksi on vielä tehtävä paljon työtä.
"Olemme tavallaan tuntemattomalla alueella."
Professori Graham Hatfull
