Почему крошечные вирусы могут быть нашим лучшим средством против устойчивости к противомикробным препаратам

Эта статья взята из The Checkup, еженедельного информационного бюллетеня по биотехнологиям MIT Technology Review. Чтобы получать его в свой почтовый ящик каждый четверг, зарегистрируйтесь здесь.

Постоянные читатели знают, что микробиом — одна из моих любимых тем для разговоров. Миллиарды бактерий, ползающих по всему нашему телу, играют жизненно важную роль в нашем здоровье, влияя на все, от пищеварения до иммунитета и даже на наше настроение.

Но есть еще кое-что, что поселяется в нас. Бактериофаги — или для краткости фаги — это микроскопические вирусы, даже мельче, чем наши кишечные микробы. Эти вирусы заражают бактерии и превращают их в фабрики по производству новых продуктов.

Фаги были открыты более ста лет назад, и небольшая группа ученых быстро осознала их потенциал. Поскольку эти вирусы могут убивать бактерии, их потенциально можно использовать для лечения целого ряда неприятных бактериальных инфекций.

Через несколько десятилетий после их открытия от них отказались в пользу антибиотиков. Но по мере того, как мы все больше скучаем по антибиотикам и нависла смертельная угроза устойчивости к противомикробным препаратам, интерес к фаготерапии растет. Однако нам еще многое предстоит узнать о фагах, и нам придется преодолеть нашу ненависть к вирусам, прежде чем фаговая терапия станет общепринятой. В конце концов, вы бы выпили флакон с вирусом?

"Существует неприятный фактор", – говорит Хлоя Джеймс, микробиолог, изучающая фаги в Солфордском университете в Великобритании.

Фаги отличаются от заражающих нас вирусов, например, вызывающих грипп, лихорадку Эбола или ковид. Вместо этого фаги специфически заражают бактерии. Они развивались бок о бок: везде, где есть бактерии, вы найдете фаги, которые их заражают.

На самом деле вы найдете фаги почти везде, куда бы вы ни посмотрели. "Они невероятно разнообразны и являются самым распространенным организмом на планете, поэтому они буквально повсюду", – говорит Джеймс.

Многие фаги работают, приземляясь на бактерию и вводя в нее свою собственную ДНК. Там ДНК может реплицироваться. В конце концов, сама бактерия лопнет, выпустив взрыв фагов. Однако не все фаги работают таким образом. Некоторые вставляют свои гены в ДНК бактерий. Это может остановить размножение бактерий или наделить их другими способностями, например способностью вызывать более опасные заболевания или противостоять действию антибиотиков.

Это сложно, отчасти потому, что фагов очень много, а отчасти потому, что все они кажутся невероятно специфичными. Например, они заражают только определенные штаммы бактерий. Но найдите правильный фаг для правильного насекомого, и потенциал фаговой терапии огромен.

В настоящее время реализуется несколько гражданских научных проектов, призванных побудить людей исследовать фаги вокруг себя, независимо от того, прячутся ли они в садовой почве или в компостном ящике. И хотя большинство фагов, занесенных в биобанки, собираются из сточных вод, некоторые из вирусов, собранных в домашних условиях, уже доказали свою исключительную полезность.

В 2010 году Лилли Холст, студентка бакалавриата Университета Квазулу-Наталь в Южной Африке, участвовала в проекте, направленном на то, чтобы побудить студентов искать фаги. Среди прочего, она решила заглянуть в компостную корзину своих родителей. В соскобе с нижней стороны тухлого баклажана был обнаружен совершенно новый для науки фаг. Она называла его Мадди.

Доказано, что этот фаг убивает тип бактерий, которые могут вызывать особенно неприятные заболевания. Когда почти десятилетие спустя лондонский подросток заразился агрессивной, резистентной к лекарственным препаратам инфекцией после двойной трансплантации легких, врачи дали ей 1% шансов на выживание. В последней попытке спасти ему жизнь врачи ввели ему Мадди вместе с двумя другими генетически модифицированными фагами. Через несколько дней она начала поправляться и через несколько месяцев была выписана из больницы. С тех пор Мадди использовался для лечения более дюжины людей, как я узнал из готовящейся книги Тома Айрленда Хороший вирус.

Нахождение подходящего фага для...