Давайте немного помечтаем. Представим, что появилось мощное средство против бактериальных инфекций, к которому микробы не вырабатывают резистентность, которое дешево в производстве и которое абсолютно безвредно для пациентов. Верите или нет, но такое средство известно науке с начала двадцатого столетия. Речь идет о бактериофаге – вирусе бактериальных клеток.
Бактериофаг не является антибиотиком, и в этом его прелесть, поскольку он лишен существенных недостатков, свойственных антибактериальным химиопрепаратам.
Невероятно, но факт: о существовании бактериофагов научное сообщество узнало раньше, чем об антибиотиках. В 1896 году ученые заметили, что вода, взятая из некоторых участков Ганга (крупная река в Индии – прим.), обладала бактерицидными свойствами в отношении холерного вибриона. В последующие годы ученые вели активнейшие работы по выделению и изучению бактериофагов, однако широкого клинического применения они так и не получили. Причина проста: в 1928 году Александр Флеминг представил миру пенициллин, который произвел настоящий фурор в лечении инфекционных болезней, и на десятилетия вперед бактериофаги лишились внимания научного мира.
Однако ставить крест на них было преждевременно: на заре нового тысячелетия ученые вновь направили свой взор на бактериофаги, и к сожалению, была на то удручающая причина: стремительно развивающаяся резистентность бактерий к антибиотикам, ставшая настоящим бичом клиницистов всех специальностей.
Ночной кошмар бактерий
Что же такое бактериофаг? Как уже упоминалось выше, это вирус бактериальных клеток. Подобно тому, как человек болеет гриппом и герпесом, так и бактерии страдают от своих вирусных болезней.
Как и все вирусы, бактериофаг – это неклеточная форма жизни, состоящая из фрагмента нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки. Последняя организована очень своеобразно, придавая бактериофагу довольно футуристический вид. Размеры этих вирусов ничтожны: они в сотни и тысячи раз меньше бактериальных клеток, которые, в свою очередь, в сотни раз меньше клеток человека.
Существует по меньшей мере 100 миллионов видов бактериофагов, а распространенность их в биосфере такова, что можно с уверенностью назвать их самой часто встречающей формой жизни на Земле. Характерная особенность этих вирусов – высочайшая степень специфичности: они поражает конкретный вид бактерии, и никого больше.
Совершенный убийца
В переводе с греческого «бактериофаг» означает «пожиратель бактерий», и это название весьма четко отражает действие этого вируса. Подобно шприцу, он впрыскивает внутрь бактерии свою нуклеиновую кислоту, которая встраивается в бактериальный геном и начинает воспроизводить саму себя. В конечном итоге клетка переполняется фагами, которые буквально разрывают ее изнутри и устремляются наружу, в поисках новой «пищи». Таким образом, даже очень небольшое количество бактериофагов способно произвести совершенно несметную орду убийц. Это выгодно отличает их от антибиотиков, для поддержания эффективности которых необходимо их постоянное дополнительное введение в организм.
Другими преимуществами бактериофагов перед антибиотиками являются бактерицидное действие (то есть фаги безвозвратно уничтожают бактериальные клетки, в то время как многие антибиотики действуют бактериостатически, то есть лишь тормозят рост) и отсутствие побочных эффектов, ведь человеческие клетки фагам абсолютно неинтересны.
Перспективы будущего
Ученые продолжают изучать бактериофаги в качестве потенциального лекарственного агента при инфекционных заболеваниях, предлагая одну за другой потрясающие терапевтические концепции. Так, например, вполне возможно, что в будущем антибиотики будут прикреплять к фагам, используя последние в качестве ультраточного транспорта к бактериальным клеткам.
Другое интересное направление – биоинженерное создание принципиально новых фагов, обладающих требуемыми свойствами и специфичностью. Наконец, генная инженерия позволяет заполнить белковую оболочку чем угодно: от генов до вакцинных молекул, что в перспективе может вывести генную терапию и вакцинацию на небывалый уровень ювелирной точности.
Могут ли бактериофаги полностью вытеснить антибиотики из клиники и фармацевтического рынка? Очевидно, нет, не в ближайшем будущем точно. Однако ученые надеются, что фаги станут важным дополнительным оружием в арсенале клинициста, оружием, которое позволит уничтожать самые опасные резистентные штаммы.
Без преувеличения, мы с вами находимся на пороге новой эры в терапии инфекционных болезней, и от этого просто захватывает дух.
Другую информацию о бактериофагах ищите на страницах нашего специального проекта «Жизнь без антибиотиков».
