Бактериофаги это вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки. Бактериофаги размножаются в бактериях и вызывают их растворение. Как правило бактериофаг состоит из белковой оболочки и генетического материала – одноцепочечной или двуцепочечной РНК. Размер частиц приблизительно от 20 до 200 нанометров.

Жизненный цикл бактериофага

  1. Фаг приближается к бактерии, и хвостовые нити связываются с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки.
  2. Хвостовые нити изгибаются и «заякоривают» шипы и базальную пластинку на поверхности клетки; хвостовой чехол сокращается, заставляя полый стержень входить в клетку; этому способствует фермент лизоцим, который находится в базальной пластинке; таким образом нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) вводится внутрь клетки.
  3. Нуклеиновая кислота фага кодирует синтез ферментов фага, используя для этого белоксинтезирующий аппарат хозяина.
  4. Фаг тем или иным способом инактивирует ДНК и РНК хозяина, а ферменты фага совсем расщепляют её; РНК фага подчиняет себе клеточный аппарат.

  5. Нуклеиновая кислота фага реплицируется и кодирует синтез новых белков оболочки.
  6. Новые частицы фага, образовавшиеся в результате спонтаной самосборки белковой оболочки вокруг фаговой нуклеиновой кислоты; под контролем РНК фага синтезируется лизоцим.
  7. Лизис клетки: клетка лопается под воздействием лизоцима; высвобождается около 200-1000 новых фагов; фаги инфицируют другие бактерии.
  8. Стадии 1-7 по времени занимают около 30 минут; этот период называется латентным периодом.

Лечение бактериофагами

Бактериофаги используют для антибактериальной терапии, альтернативно приёму антибиотиков.

Очень важным свойством бактериофагов является их специфичность: бактериофаги лизируют культуры определенного вида, более того, существуют так наз. типовые бактериофаги, лизирующие варианты внутри вида.

Выявить бактериофаги можно путем нанесения содержащего бактериофаг материала на плотные питательные среды, засеянные газоном чувствительной бактериальной культуры. В том месте газона, куда попал бактериофаг, образуется стерильное пятно или бляшка – зона лизиса бактерий газона вследствие размножения бактериофага. Количество образовавшихся негативных колоний бактериофага соответствует количеству бактериофагов в материале.

Бактериофаги применяют для профилактики и лечения некоторых бактериальных инфекций. В последнее время интерес к ним возрос в связи с широким распространением лекарственно-устойчивых форм патогенных и условно-патогенных бактерий. Препараты бактериофагов выпускают в виде таблеток, мазей, аэрозолей, свечей, в жидком виде. Употребляют их для орошения, смазывания раневых поверхностей, вводят перорально, внутривенно и т.д.


 

У каждого обитателя Вселенной свое назначение: все в природе гармонично и взаимосвязано, все имеет свои логические связи и требует баланса, чтобы жить в равновесии и гармонии

Бактериофаги -(отбактериии греч.fagos – пожиратель) – это особые представители царства вирусов.

Особенность бактериофагов в том, что они приспособились использовать для своего размножения клетки бактерий.

Эти маленькие создания потрясающе многообразны.

Вирусы бактериий, иначе называемые бактериофагами, – крупнейшая из известных групп вирусов.

Современная классификация бактериофагов включает 13 семейств, подразделенных более чем на 140 родов, которые содержат более 5300 видов фагов.

Применение современных электронных микроскопов позволило детально изучить строение фагов. Оказалось, что многие из них устроены сложнее, чем вирусы человека, животных и растений.

Как выглядят бактериофагии?

Они очень маленькие, самые мелкие – не имеют и клеточки. Размер фага 0,1-0,2 миллимикрона (миллионные доли миллиметра!), что примерно составляет 1/1000 часть от бактериальной клетки величиной около 5 микрон.

Выглядят фаги необычно. Есть среди них и такие, что похожи на маленькие космические станции: аккуратные кристаллы с четкими гранями, стоящие на ножках-фибриллах. Стенки «корпуса» кристалла выстроены из молекул белка, а внутри конструкции находится генная информация фага – ДНК или РНК

 

Где живут бактериофаги «на воле»?


бактериофаги, фаги, фаг, бактериофагУ них очень разная морфология, и среда обитания. Они живут везде, где есть бактерии – в воде, в почве, в каплях дождя, на поверхностях предметов, овощей, фруктов, на шерсти животных, на коже человека и внутри организма.

Чем богаче среда микроорганизмами, тем больше в ней фагов. Особенно много фагов в черноземе и почвах, в которые вносились органические удобрения. В 1 мм3 обыкновенной воды – около миллиарда фагов.

Человек и Бактериофаг

Человек уже не пьет сырую воду из рек, не моется в естественных водоемах. Когда вода попадает в водопровод, то она обязательно проходит жесткую систему обработки хлорирования. И, фактически, все живые существа, которые живут в воде, гибнут.

Да, мы избавляемся от очень многих вредных микробов, но, к сожалению, мы избавляемся и от наших микро друзей.

Почему так страшно использовать антибиотики, когда они не показаны, когда человек еще не настолько болен, что ему нужны такие радикальные мощные средства? Потому что антибиотики затрагивают всю популяцию бактерий и нормофлору.

Бактериофаги – естественные ограничители популяции бактерий.

iv>

бактериофаги, фаги, фаг, бактериофагбактериофаги, фаги, фаг, бактериофагбактериофаги, фаги, фаг, бактериофаг

Каждый бактериофаг проникает в «свою» бактерию путем специального механизма и начинает там размножаться. Размножается он там до тех пор, пока не разорвет бактерию и не выйдет наружу. И тогда уже много бактериофагов начинают искать себе бактерии для того, чтобы в ней воспроизвестись.

От бактерии остаются лишь обломки, зато на свет появляются не менее 100-200 новых фагов, готовых к нападению. Цикл – время с момента заражения бактерии до выхода потомства – длится всего от 15 до 40 минут в зависимости от вида фага.

Фаги строго избирательны.

бактериофаги, фаги, фаг, бактериофагУченые даже не стали присваивать фагам имена: гораздо удобнее называть фага по имени бактерии. Есть фаги стрептококковые, фаги дизентерийные, фаги стафилококковые и т.д., они существуют благодаря бактериям. Где есть бактерии, там есть и фаги: в почве, воде ручья, озера, внутри организма и на коже человека, животного.

В микромире фаги играют роль естественных ограничителей численности бактерий. Количество фагов колеблется в зависимости от количества бактерий.

Если количество нужных фагу бактерий снижается, то и фагов становится меньше, иначе им негде будет размножаться. Поэтому фаги ограничивают, но не уничтожают полностью популяцию бактерий.

Соотношение фагов и соответствующих бактерий находится в таком же балансе, как и соотношение хищников и грызунов в макромире.


Что говорят специалисты.

Прогноз инфекционистов: «Фаготерапия в скором времени станет прорывом в борьбе с инфекциями.

Прогноз иммунологов: «Фаготерапия займет ту нишу, где несостоятельна современная иммунотерапия»

Прогноз аналитиков :«В течение пяти лет производство бактериофагов станет одной из лидирующих отраслей в фармацевтической промышленности»

 

История бактериофагов.

1896 год -открытие бактериофагов Британским бактериологом Эрнестом Ханкин 1898 год – бактериофаги исследованы российским ученым Николаем Гамалея.В этом же году фаги стали использовать при лечении ран и различных инфекций. 1920-е годы – Феликс д’Эрель – канадский сотрудник Института Пастера (Париж) назвал бактериофаги «бактериофагами» и охарактеризовал их: «вирусы, размножающиеся в бактериях».

1940-е годы. Везде, кроме СССР разработки бактериофагов вычеркнуты из числа перспективных исследований. В СССР исследования продолжаются

>

Во всем мире популярность приобретает метод применения антибиотиков.

1980-е годы Эффективность лечения антибиотиками значительно понизилась Бактерии выработали лекарственную устойчивость.

Интерес к фаговой терапии возобновился

Начало 2000-х годов – Гленн Моррис – сотрудник Университета Мэриленд (США) совместно с НИИ бактериофагов, микробиологии и вирусологии в Тбилиси наладил испытания фаговых препаратов для получения лицензии на их применение в США. Июль 2007 года — бактериофаги одобрены для использования в США На протяжении последних нескольких лет исследования свойств бактериофагов проводятся в России, Грузии, Польше, Франции, Германии, Финляндии, Канаде, США, Великобритании, Мексике, Израиле, Индии, Австралии.

Изучение свойств фагов способствовало развитию концепции фаготерапии.

Преимущества Бактериофагов

  • действуют лишь на определенные бактерии,
  • не нарушают баланса высшего организма,
  • постоянно эволюционируют,
  • не вызывают побочных эффектов,
  • не ослабляют иммунитет,
  • не развивают устойчивость бактерий

Альтернатива антибиотикам

  • бактериофаги способны уничтожать бактерии, устойчивые к антибиотикам,
  • усложняют выработку бактерией механизма устойчивости,
  • хорошо проникают в ткани организма человека и животного,
  • не подавляют рост нормофлоры,
  • не вызывают побочных эффектов,
  • сочетаются с любыми лекарственными
  • препаратами, оказывают иммуностимулирующее действие.

В Ветеринарии

Профилактика и лечение бактериальных заболеваний птиц и животных

  • Лечение гнойно-воспалительных заболеваний слизистых глаз, полости рта
  • Профилактика гнойно-воспалительных осложнений при ожогах, ранениях, операционных вмешательствах

В Генной инженерии

Фаги- это идеальный объект для генетических манипуляций.

  • для трансдукции естественной передачи генов между бактериями
  • как векторы, переносящие участки ДНК

С помощью фагов можно конструировать направленные изменения в геноме хозяйской ДНК.

В Пищевой промышленности

  • В массовом порядке фагосодержащими средствами уже обрабатывают готовые к употреблению продукты из мяса и домашней птицы.
  • В разработке – фаговый раствор для распыления на мясе и мясной продукции в убойных цехах.
  • Бактериофаги применяют в производстве продуктов питания из мяса, мяса птицы, сыров, растительной продукции, и пр.

В Сельском хозяйстве

  • Распыление фагопрепаратов для защиты растений и урожая от гниения и бактериальных заболеваний
  • Применение фагопрепаратов для защиты скота иптицы от инфекций и бактериальных заболеваний

Для Экологической безопасности

  • антибактериальная обработка семян и растений
  • очистка помещений пищеперерабатывающих предприятий
  • санитарная обработка рабочего пространства и оборудования
  • профилактика помещений больниц
  • проведение экологических мероприятий

 

Бактериофаги что это

Источник: www.baby.ru

бактериофаги виды и назначение

Единственной эффективной альтернативой применению антибиотиков от болезнетворных бактерий на сегодняшний день являются фаги или бактериофаги. Они представляют собой специфические вирусы, которые избирательно поражают различные типы микробов. Медицине известно несколько групп, на которые подразделяются бактериофаги – виды и назначение данных микроорганизмов служат основанием для общепринятой классификации.

Какие бывают бактериофаги?

Существует 19 семейств рассматриваемых вирусов. Они различаются по типу нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), строения генома и форме.

В медицинской практике бактериофаги классифицируют в соответствии со скоростью поражения патогенных бактерий:


  1. Вирулентные. Вирус, попадая в клетки микробов, начинает быстро и активно размножаться, почти мгновенно приводит к гибели бактерий (литический эффект).
  2. Умеренные. Бактериофаги медленно и лишь частично разрушают строение болезнетворных микроорганизмов, но вызывают в них необратимые изменения, которые передаются следующим поколениям микробов (лизогенный эффект).

Сегодня описываемые виды вирусов применяются в качестве альтернативы антибиотикам для лечения разнообразных бактериальных инфекций. Среди их преимуществ стоит отметить следующие достоинства:

  1. Удобная форма выпуска. Бактериофаги производятся в таблетках и в виде раствора для перорального приема.
  2. Меньшее количество побочных действий. В отличие от антибиотиков, бактериофаги реже вызывают аллергические проявления, не производят вторичных негативных эффектов на организм.
  3. Отсутствие резистентности микробов. Бактериям сложнее адаптироваться к вирусам, а к комплексному воздействию почти невозможно.

При этом имеются и некоторые недостатки:

  • более длительный курс терапии (до 20 дней);
  • бактериофаг таблетки

  • трудности с подбором правильной группы препаратов;
  • перенос генома бактерий от одного микроба к другому.

Виды бактериофагов и их использование

Учитывая специфичность описываемых вирусов, в медицине предпочитают применять поливалентные и комплексные бактериофаги, содержащие несколько разновидностей данных микроорганизмов.

Вот, какие бывают бактериофаги – список и описание:


  1. Брюшнотифозный. Пагубно действует на возбудителей брюшного тифа, сальмонелл.
  2. Дизфаг, дизентерийный поливалентный. Используется при бактериальной дизентерии, вызывает гибель шигелл Зонне и Флекснера.
  3. Клебсифаг, клебсиелл пневмонии. Помогает в лечении болезней урогенитальной, пищеварительной, дыхательной системы, генерализованных септических патологий, хирургических инфекций, спровоцированных клебсиеллами пневмонии.
  4. Клебсиеллезный поливалентный. Является комплексным средством, уничтожающим клебсиеллы не только пневмонии, но и риносклеромы, озена.
  5. Колифаг, коли. Эффективен в терапии любых инфекций внутренних органов и кожи, вызванных энтеропатогенной кишечной палочкой E. Coli.
  6. Колипротеофаг, колипротейный. Пагубно действует на энтеропатогенные бактерии протея и эшерихий. Предназначен для лечения кольпитов, циститов, колитов, пиелонефритов и других болезней, спровоцированных кишечниыми палочками и протеем.
  7. Протеофаг, протейный. Вызывает гибель специфических протейных микробов мирабилис и вульгарис, которые являются возбудителями гнойных воспалительных патологий кишечника.
  8. Синегнойный. Лизирует бактерии псевдомонас аэругиноза. Рекомендуется от дисбактериоза, а также для терапии воспалений в различных системах организма, спровоцированных синегнойной палочкой.
  9. Стафилофаг, стафилококковый. Быстро нейтрализует стафилококки, которые выделяются в результате любых гнойных инфекций.
  10. Стрептофаг, стрептококковый. Аналогичен по способу действия предыдущему бактериофагу, но активен в отношении стрептококков.
  11. какие бывают бактериофаги список

  12. Интести. Является комплексным препаратом, лизирующим сальмонеллы, шигеллы, кишечную палочку, стафилококки, энтерококки, псевдомонас аэругиноза и протей.
  13. Пиополифаг, комбинированный пиобактериофаг. Средство похоже на предыдущий вид, но эффективно также от стрептококков.
  14. Секстафаг, пиобактериофаг поливалентный. Дополнительно убивает эшерихии коли.
  15. Комплексный пиобактериофаг. Смесь фаголизатов энтерококков, стрептококков, стафилококков, протея вульгарис и мирабилис, клебсиелл окситока и пневмонии, эшерихий коли, псевдомонас аэругиноза.

Источник: womanadvice.ru

Принцип действия

Принцип действия бактериофаговых препаратов заключается в том, что при введении или поверхностном применении фагов они разыскивают и проникают во вредоносную бактерию, нарушая её структуру изнутри.

Размножение фагов внутри бактерии приводит к её полному разрушению. В результате такого процесса, длительность которого занимает от 15 до 45 минут, образуется примерно от 70 до 200 новых фаговых частиц.

Преимущество фагов при использовании в том, что они продолжают размножаться и проникать в клетки до тех пор, пока там присутствует инфекция

Виды и среда обитания

Несмотря на очень маленький размер фаговых частиц (до 0,2 миллимикронов) их строение имеет более сложную структуру, чем у вирусов других групп. Генная информация бактериофагов заключается в ДНК, находящейся внутри головки фага. Бактериофаги имеют разнообразную морфологическую структуру.

В естественной среде бактериофаги встречаются практически везде, где есть бактериальная клетка.

В медицине существует разделение фаговых препаратов по группам, включающих фаги по наименованию болезнетворных бактерий, на которые они воздействуют:

  • стрептококковая;
  • стафилококковая;
  • дизентирийная;
  • колийная;
  • псевдомонадная;
  • клебсиелезная;
  • протейная;
  • и другие.

Практическое применение и назначение

Применение бактериофагов является не только действенным методом лечения многих инфекционных заболеваний, вызванных бактериальными возбудителями, но также относится к надежным профилактическим методам.

Лечебно-профилактические препараты с бактериофагами эффективно используются для лечения:

  • заболеваний, вызванных гемолитической кишечной палочкой, стафилококком, стрептококком, энтерококком, синегнойной палочкой, протеем и т.д.;
  • дисбактериоза у детей и взрослых;
  • ЛОР заболеваний;
  • профилактика бактериальных осложнений при гриппе и ОРЗ;
  • пиодермия кожных покровов, укусы насекомых и животных, раневые инфекции;
  • гнойно-воспалите льные заболевания полости рта и околозубных тканей;
  • бактериальные заболевания мочеполовой системы.

Наибольшую эффективность фаговые препараты показывают при профилактическом использовании и раннем выявлении возбудителя данного заболевания.

Разнообразие препаратов и их особенности

Лечебно-профилактические препараты с содержанием бактериофагов выпускаются в виде растворов и гелей. Найти такие препараты можно в аптеках или проверенных интернет-магазинах http://vitabio.ru/. Ниже приведены примеры и описание некоторых из них.

Фагогин – препарат с бактериофагами, выпускающийся в форме геля предназначенный для интимной гигиены. В составе препарата насчитывается около 40 разновидностей бактериофагов, каждый из которых направлен на борьбу с конкретным видом микробов. Фагогин является эффективным антибактериальным средством местного назначения для профилактики и лечения инфекций половых органов.
Отофаг – гель, для профилактики и лечения отитов, ларингитов, ангин, ринитов и других инфекционных заболеваний ЛОР-органов. Отофаг эффективное средство для профилактики бактериальных осложнений при гриппе и ОРЗ. Отофаг также применяется как антисептическое средство при хирургических вмешательствах.
Фагодент – новейшая разработка с содержанием живых бактериофагов для гигиены и антибактериальной обработки полости рта. Выпускаемый в форме геля с дозатором, препарат способен нейтрализовать патогенную флору и очаг воспалительного процесса. Фагодент применяется при лечении гнойно-воспалительных процессов слизистой рта и дёсен, возвращает свежее дыхание и восстанавливает микрофлору полости рта.
Фагодерм – препарат для профилактики и лечения заболеваний поверхностных и глубоких слоёв кожи и её повреждений. Природный препарат Фагодерм эффективно справляется с вредоносными бактериями и обеспечивает комплексное оздоровление кожных покровов. Подходит для применения у разных возрастных групп за счёт содержания природных компонентов.

Чем бактериофаги лучше антибиотиков?

Целенаправленное уничтожение микробов даёт фагам неоспоримое преимущество перед антибиотиками, которые вместе с бактериями уничтожают всю полезную микрофлору. Такое лечение приводит к нарушению работы всей системы желудочно-кишечного тракта, дисбактериозу и другим заболеваниям, что исключено при лечении бактериофагами.
Другие преимущества бактериофагов:

  • способны уничтожить бактерии, которые имеют стойкий иммунитет к антибиотикам;
  • отсутствие побочных эффектов;
  • совместимы с приёмом всех лекарственных препаратов;
  • не вызывают привыкания;
  • используются как профилактические средства;
  • не снижают иммунитет организма;
  • подходят для применения всех возрастных групп.

Несмотря на то, что у препаратов с бактериофагами противопоказания отсутствуют, встречаются случаи, когда препараты, содержащие фаги, не эффективны, тогда лечение заболевания продолжается традиционными методами.

По мнению учёных и специалистов, фаготерапия является большим революционным открытием в борьбе со многими инфекционными заболеваниями, где медицина ранее была бессильна. Являясь естественными средствами по борьбе с инфекциями, бактериофаги идеально взаимодействуют с человеческим организмом, не принося вреда.

В связи с возрастающей устойчивостью патогенных микробов к антибиотикам, и ввиду того что альтернативные методы лечения инфекционных заболеваний завоёвывают все большую популярность, исследования бактериофагов будут только набирать обороты, что приведёт к новым открытиям и победам над многими заболеваниями.

Источник: medvoice.ru

Что такое бактериофаги

В дословном переводе с древнегреческого языка, бактериофаги — это пожиратели бактерий. Под этим биологическим термином подразумеваются вирусы, которые избирательно поражают бактериальные клетки.

Бактериофаги присутствуют везде, где живут бактерии, поэтому средой обитания для них может быть воздух, вода, почва, организм человека, продукты питания, одежда.

.

Особенности строения бактериофага: у такого вируса нет клеточного строения, есть только генетический материал, покрытый сверху белковой оболочкой. Поэтому для размножения им приходится искать подходящие клеточные микроорганизмы.

Анатомия бактериофага фото

Фаг начинает губительную для бактерии деятельность с того, что впрыскивает в ее тело собственную генетическую информацию, а затем приступает к активному размножению. Когда бактериальная клетка разрушается, через ее обломки выходит от 100 до 200 новых бактериофагов, незамедлительно приступающих к поражению находящихся рядом бактерий.

к оглавлению ^

Виды

Фаги — самая древняя и распространенная группа вирусов. В микробиологии различают множество ее представителей, каждый из которых паразитирует за счет определенных бактерий (как патогенных, так и сапрофитных).

Наиболее известные бактериофаги:

  • дизентерийный;
  • стафилококковый;
  • стрептококковый;
  • калийный;
  • псевдомонадный;
  • синегнойный.

к оглавлению ^

Преимущества

Некоторые ученые утверждают, что скоро применение препаратов на основе бактериофагов составит достойную конкуренцию употреблению антибиотиков в ходе лечения самых разных болезней.

Основание для этого смелого предположения дают следующие плюсы применения фагов:

  • отсутствие привыкания и противопоказаний к применению препарата;
  • отсутствие угнетающего действия на иммунную систему;
  • избирательное действие (полезная бактериальная флора остается нетронутой);
  • гармоничное сочетание с иными способами лечения, включая терапию с помощью антибиотиков (согласно результатам исследований, фаги даже усиливают их действие);
  • ярко выраженный эффект при терапии вялотекущих болезненных состояний, вызванных малочувствительными к антибиотикам бактериальным агентами.

Это позволяет успешно использовать бактериофаг для детей, пожилых людей, беременных женщин, ослабленных пациентов.

к оглавлению ^

Показания

Бактериофаги хорошо зарекомендовали себя в качестве действенного средства, которое используется при лечении инфекционных болезней, возбудителями которых являются патогенные бактерии.

Показаниями для включения бактериофагов в схему лечения являются следующие инфекции:

  • хирургические (абсцесс, панариций, парапроктит, остеомиелит, фурункулы, ожоги, флегмона, карбункулы, гнойные раны);
  • урогенитальные (цистит, пиелонефрит, кольпит, уретрит, эндометрит, сальпингоофорит);
  • энтеральные (холецистит, гастроэнтероколит, дисбактериоз кишечника);
  • заражение крови;
  • болезни ЛОР органов (ангина, гайморит, отит);
  • заболевания дыхательных путей и легких (трахеит, плеврит, ларингит, бронхит, пневмония).

к оглавлению ^

Способы применения

Метод, которым должен применяться бактериофаг, напрямую зависит от характера и места расположения очага воспаления. В разных ситуациях уместными будут следующие способы применения:

  • перорально (лекарственный препарат принимается через рот);
  • ректально (клизма бактериофагом);
  • местно (в виде промывания, примочек, орошений, закапывания, полоскания, введения турунд, пропитанных препаратом).

Бактериофаг действует более эффективно, если лечение совмещает разные способы применения. Существуют определенные клинические показания, по которым внутрь принимается бактериофаг в таблетках, а местное действие оказывает бактериофаг жидкий в виде примочки.

Набирают популярность препараты на основе бактериофагов, выпускаемые в форме растворов, аэрозолей, таблеток, свечей и гелей. Аптечные формы препаратов снабжены подробной инструкцией, как принимать бактериофаг.

к оглавлению ^

Противопоказания

Большинство людей с определенной долей недоверия рассматривает возможность лечения бактериофагами, хотя уже доказана эффективность, а главное, безопасность подобной терапии.

к оглавлению ^

Источник: woman-l.ru

История

Английский бактериолог Фредерик Туорт в статье 1915 года описал инфекционную болезнь стафилококков, инфицирующий агент проходил через фильтры, и его можно было переносить от одной колонии к другой. Независимо от Фредерика Туорта французско-канадский микробиолог Феликс Д’Эрелль 3 сентября 1917 года сообщил об открытии бактериофагов. Наряду с этим известно, что российский микробиолог Николай Фёдорович Гамалея ещё в 1897 году впервые наблюдал явление лизиса бактерий (сибиреязвенной палочки) под влиянием перевиваемого агента.

После открытия явлений бактериофагии Д’Эрелль развил учение о том, что бактериофаги патогенных бактерий, являясь их паразитами, играют большую роль в патогенезе инфекций, обеспечивая выздоровление больного организма, а затем создания специфического иммунитета. Это положение привлекло к явлению бактериофагии внимание многих исследователей, которые предполагали найти в фагах важное средство борьбы с наиболее опасными инфекционными болезнями человека и животных. Также Феликс Д’Эрелль выдвинул предположение, что бактериофаги имеют корпускулярную природу. Однако только после изобретения электронного микроскопа удалось увидеть и изучить ультраструктуру фагов.

Бактериофаги в природе

Бактериофаги незримо присутствуют повсюду в нашем мире – в океане, почве, глубоководных источниках, питьевой воде и пище. Они – наиболее представленная форма жизни на Земле – от 1030 до 1032 фаговых частиц в биосфере, – и играют ключевую роль в поддержании баланса всех исследованных экосистем. Бактериофаги являются естественными регуляторами и борцами с бактериями и обеспечивают динамическое равновесие в природе, сохраняя относительное постоянство микробного пейзажа в природе и ограничивая рост популяции бактерий. Бактериофаги присутствуют даже в нашей пище – ежедневное поедание бактериофагов с пищей, в которой они присутствуют естественным образом, регулирует микробный баланс в организме человека.

Знаменитый ученый Д, Эрелль представил миру бактериофаги как естественные антибактериальные агенты и предложил использовать их для терапии – еще до открытия антибиотиков.

Бактериофаги что это

Классификация

Различают две группы бактериофагов: умеренные и вирулентные. Умеренные фаги медленно размножаются внутри пораженной бактериальной клетки, передаются внутри бактериальной колонии из поколения в поколение, периодически разрушая микробные клетки. Такой эффект называется лизогенным. Вирулентные фаги, попав в клетку микроба начинают стремительно размножаться, приводя к быстрой гибели зараженной клетки. Такой эффект называется литическим.

Какие проблемы решают препараты бактериофагов?

1.Эффективная борьба с бактериальными инфекциями

Позволяют эффективно бороться с бактериальными инфекциями без риска развития осложнений на печень, почки и другие жизненно важные органы, подвергающиеся повреждающему действию обычных антибактериальных средств.

2.Усиление действия антибиотиков

При совместном применении с антибиотиком могут усиливать эффективность последнего.

3.Уничтожают только вредоносные бактерии

Уничтожают вредоносные бактерии и сохраняют собственные, «полезные» для нас бактерии (кишечную микрофлору, микрофлору половых органов), не вызывая дисбактериоз.

4.Эффективная замена антибиотикам

При отсутствии эффекта от применения антибиотиков (при устойчивости бактерий к антибиотикам) и наличии хронической, рецидивирующей инфекции, бактериофаги являются отличным выбором в качестве препаратов  антибактериальной терапии.

5. Минимум противопоказаний

При наличии противопоказаний к применению антибиотиков (при антибиотико ассоциированных диареях, нарушении работы печени и почек и др.) – бактериофаги незаменимы.

6. Бактериофаги могут применяться как внутрь, так и использоваться для наружного применения

Бактериофаги могут применяться как внутрь, так и использоваться для наружного применения, что решает проблему не только на уровне всего организма, но и местно в месте локализации инфекции.

Механизм действия бактериофагов

Бактериофаги что это

Вирус проникает в клетку патогенной бактерии, внедряется в ее геном и начинает размножаться. После накопления внутри бактериальной клетки определенного количества новых вирусных частиц (вирионов) клетка разрушается, вирусы выходят наружу и заражают новые бактериальные клетки.

Жизненный цикл бактериофага

  1. Фаг приближается к бактерии, и хвостовые нити связываются с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки.
  2. Хвостовые нити изгибаются и «заякоривают» шипы и базальную пластинку на поверхности клетки; хвостовой чехол сокращается, заставляя полый стержень входить в клетку; этому способствует фермент лизоцим, который находится в базальной пластинке; таким образом, нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) вводится внутрь клетки.
  3. Нуклеиновая кислота фага кодирует синтез ферментов фага, используя для этого белоксинтезирующий аппарат хозяина.
  4. Фаг тем или иным способом инактивирует ДНК и РНК хозяина, а ферменты фага совсем расщепляют её; РНК фага подчиняет себе клеточный аппарат.
  5. Нуклеиновая кислота фага реплицируется и кодирует синтез новых белков оболочки.
  6. Новые частицы фага, образовавшиеся в результате спонтаной самосборки белковой оболочки вокруг фаговой нуклеиновой кислоты; под контролем РНК фага синтезируется лизоцим.
  7. Лизис клетки: клетка лопается под воздействием лизоцима; высвобождается около 200-1000 новых фагов; фаги инфицируют другие бактерии.
  8. Стадии 1-7 по времени занимают около 30 минут; этот период называется латентным периодом.

Две стороны медали

Достоинства

Бактерии теряют чувствительность к действию антибиотиков. Фармацевтическая промышленность неустанно синтезирует другие. Однако известно, что возможности синтеза антибиотиков ограничены. К действию бактериофагов антибиотики приспосабливаются очень тяжело, а, как утверждают специалисты, к комплексу из нескольких бактериофагов микробы не могут выработать резистентность и вовсе. Кроме того, бактериофаги практически не имеют побочного действия, реже вызывают аллергические явления, могут сочетаться с любыми препаратами. Бактериофаги в настоящий момент хорошо зарекомендовали себя при лечении урологических заболеваний, гнойных процессов в хирургии, а также при лечении инфекционных заболеваний кишечника у новорожденных детей.

Недостатки

  1. К сожалению, недостатков у медицинских бактериофагов тоже немало. Самая главная проблема проистекает из достоинства – высокой специфичности фагов. Каждый бактериофаг инфицирует строго определенный тип бактерий, даже не таксономический вид, а ряд более узких разновидностей, штаммов. Условно говоря, как если бы сторожевая собака начинала лаять только на одетых в черные плащи громил двухметрового роста, а на лезущего в дом подростка в шортах никак не реагировала. Поэтому для нынешних фаговых препаратов нередки случаи неэффективного применения. Препарат, сделанный против определенного набора штаммов и прекрасно лечащий стрептококковую ангину в Смоленске, может оказаться бессильным против по всем признакам такой же ангины в Кемерове. Болезнь та же, вызывается тем же микробом, а штаммы стрептококка в разных регионах оказываются различными.

Для максимально эффективного применения бактериофага необходима точная диагностика патогенного микроба, вплоть до штамма. Самый распространенный сейчас метод диагностики – культуральный посев – занимает много времени и требуемой точности не дает. Быстрые методы – типирование с помощью полимеразной цепной реакции или масс-спектрометрии – внедряются медленно из-за дороговизны аппаратуры и более высоких требований к квалификации лаборантов. В идеале подбор фагов-компонентов лекарственного препарата можно было бы делать против инфекции каждого конкретного пациента, но это дорого и на практике неприемлемо.

  1. Другой важный недостаток фагов – их биологическая природа. Кроме того, что бактериофаги для поддержания инфекционности требуют особых условий хранения и транспортировки, такой метод лечения открывает простор для множества спекуляций на тему «посторонней ДНК в человеке». И хотя известно, что бактериофаг в принципе не может заразить человеческую клетку и внедрить в нее свою ДНК, поменять общественное мнение непросто.
  2. Из биологической природы и довольно большого, по сравнению с низкомолекулярными лекарствами (теми же антибиотиками), размера вытекает третье ограничение – проблема доставки бактериофага в организм. Если микробная инфекция развивается там, куда бактериофаг можно приложить напрямую в виде капель, спрея или клизмы, – на коже, открытых ранах, ожогах, слизистых оболочках носоглотки, ушей, глаз, толстого кишечника – то проблем не возникает.
  3. Но если заражение происходит во внутренних органах, ситуация сложнее. Случаи успешного излечения инфекций почек или селезенки при обычном пероральном приеме препарата бактериофага известны. Но сам механизм проникновения относительно крупных (100 нм) фаговых частиц из желудка в кровоток и во внутренние органы изучен плохо и сильно разнится от пациента к пациенту. Бактериофаги бессильны и против тех микробов, которые развиваются внутри клеток, например возбудителей туберкулеза и проказы. Через стенку человеческой клетки бактериофаг пробраться не может.

Нужно отметить, что противопоставлять применение бактериофагов и антибиотиков в медицинских целях не следует. При совместном их действии наблюдается взаимное усиление противобактериального эффекта. Это позволяет, например, снизить дозы антибиотиков до значений, не вызывающих выраженных побочных эффектов. Соответственно, и механизм выработки у бактерий устойчивости к обоим компонентам комбинированного лекарства почти невозможен.

Расширение арсенала противомикробных препаратов дает больше степеней свободы в выборе методики лечения. Таким образом, научно обоснованное развитие концепции применения бактериофагов в противомикробной терапии – перспективное направление. Бактериофаги служат не столько альтернативой, сколько дополнением и усилением в борьбе с инфекциями.

Бактериофаги что это

Применение

В медицине

Одной из областей использования бактериофагов является антибактериальная терапия, альтернативная приёму антибиотиков. Например, применяются бактериофаги: стрептококковый, стафилококковый, клебсиеллёзный, дизентерийный поливалентный, пиобактериофаг, коли, протейный и колипротейный и другие. В настоящее время их применяют для лечения бактериальных инфекций, которые не чувствительны к традиционному лечению антибиотиками, особенно в республике Грузия. Обычно, применение бактериофагов сопровождается большим, чем антибиотики, успехом там, где присутствуют биологические мембраны, покрытые полисахаридами, через которые антибиотики обычно не проникают. В настоящее время терапевтическое применение бактериофагов не получило одобрения на Западе, хотя и применяются фаги для уничтожения бактерий, вызывающих пищевые отравления, таких, как листерии. В многолетнем опыте в объёме крупного города и сельской местности доказана необычайно высокая лечебная и профилактическая эффективность дизентерийного бактериофага.

В биологии

Бактериофаги применяются в генной инженерии в качестве векторов, переносящих участки ДНК, возможна также естественная передача генов между бактериями посредством некоторых фагов (трансдукция).

Фаговые векторы обычно создают на базе умеренного бактериофага λ, содержащего двухцепочечную линейную молекулу ДНК. Левое и правое плечи фага имеют все гены, необходимые для литического цикла (репликации, размножения). Средняя часть генома бактериофага λ (содержит гены, контролирующие лизогению, то есть его интеграцию в ДНК бактериальной клетки) не существенна для его размножения и составляет примерно 25 тысяч пар нуклеотидов. Данная часть может быть заменена на чужеродный фрагмент ДНК. Такие модифицированные фаги проходят литический цикл, но лизогения не происходит. Векторы на основе бактериофага λ используют для клонирования фрагментов ДНК эукариот (то есть более крупных генов) размером до 23 тысяч пар нуклеотидов (т. п. н.). Причём, фаги без вставок – менее 38 т. п. н. или, напротив, со слишком большими вставками – более 52 т. п. н. не развиваются и не поражают бактерии.

Поскольку размножение бактериофага возможно только в живых клетках, бактериофаги могут быть использованы для определения жизнеспособности бактерий. Данное направление имеет большие перспективы, поскольку, одним из основных вопросов при разных биотехнологических процессах является определение жизнеспособности используемых культур. С помощью метода электрооптического анализа клеточных суспензий была показана возможность изучения этапов взаимодействия фаг-микробная клетка.

Источник: mfina.ru