Французькі та американські науковці продемонстрували на тваринах ефективність фаготерапії інфекцій, спричинених антибіотикорезистентними бактеріями Mycobacterium abscessus. Так, виживаність рибок даніо-реріо, що слугували моделями муковісцидозу, збільшилася вдвічі при лікуванні інфекції M. abscessus мікобактеріофагами та більш ніж втричі — при лікуванні комбінацією бактеріофагів та антибіотика. Результати дослідження, які допоможуть у розробленні фаготерапії стійких до антибіотиків інфекцій, оприлюднені в журналі Disease Models & Mechanisms.
Ембріон даніо-реріо з бактеріями Mycobacterium abscessus, що флуоресціюють червоним. Dr Matt Johansen, Kremer Lab
Чому саме на цих бактеріях зосередилися автори статті?
Чимало бактерій вже набули стійкості до більшості доступних на сьогодні антибіотиків. Такими є і мікобактерії з комплексу Mycobacterium abscessus, що подібні до збудників туберкульозу та також можуть викликати хронічне враження легень, а ще шкіри, нервової системи та інших м'яких тканин. Найчастіше бактерії спричиняють хворобу у людей з ослабленою імунною системою. Наприклад, до спричиненого цими збудниками запалення легень більш вразливі пацієнти із уже наявним захворюванням респіраторної системи, як-от туберкульозом або муковісцидозом — спадковою недугою, що проявляється порушеннями функціональності різних органів, зокрема органів дихання. Лікування таких хворих сильно обмежене через антибіотикорезистентність M. abscessus, і часто полягає в тривалому прийманні комбінації антибіотиків трьох різних груп. Але навіть така терапія не завжди дає бажаний результат, натомість супроводжується високим ризиком розвитку важких побічних ефектів. Через це зараз є нагальна потреба у винайденні нових методів лікування інфекцій, спричинених комплексом M. abscessus. Потенційне рішення вбачають у використанні бактеріофагів, або фагів — вірусів, які паразитують на бактеріях — у комбінації з ефективними препаратами проти збудників. Тож вчені з Університету Монпельє та Університету Піттсбурга взялися досліджувати, наскільки це може бути вдалою ідеєю.
Як вивчали потенціал фаготерапії?
Дослідження науковці провели на модельних тваринах, якими обрали рибок даніо-реріо (Danio rerio). Вибір обґрунтований не тільки відносно простим і дешевим утриманням, а й подібністю імунної системи цих рибок до людей та зручністю обстеження органів тварин через їхню прозорість на ембріональних стадіях.
Вчені зосередилися у своїй роботі на лінії даніо-реріо, що є носіями мутації, відповідальної за розвиток муковісцидозу в людей. Відтак піддослідних інфікували стійкими до антибактеріальних препаратів бактеріями M. abscessus. Патогенів добули від пацієнта із муковісцидозом, що страждав від хронічної інфекції легень, яка не піддавалася лікуванню антибіотиками.
Рибки продемонстрували надмірну сприйнятливість до інфікування, у порівнянні з диким типом даніо-реріо, що відбиває вразливість до мікобактерій і в молодих пацієнтів із муковісцидозом. Після цього на заражених бактеріями M. abscessus ембріонах рибок дослідили ефективність фаготерапії: частина піддослідних отримувала протягом п'яти днів ін'єкції бактеріофагів, інші — комбінацію бактеріофагів та антибіотиків, решту залишили нелікованими.
Які результати випробування вірусів проти бактерій?
Виживаність ембріонів даніо-реріо, яких взагалі не лікували, склала близько 20 відсотків на 12 день після інфекції. Однак тварини, яким вводили внутрішньовенні ін'єкції бактеріофагів, продемонстрували на той час виживаність на рівні близько 40 відсотків. У цих піддослідних спостерігалося суттєве зменшення бактеріального навантаження та проявів інфекції, зокрема абсцесів, вже починаючи з другого дня лікування, якщо порівнювати з нелікованими тваринами. Приблизно таку ж ефективність продемонстрував антибіотик рифабутин при самостійному застосуванні, тож дослідники вирішили перевірити, чи покращаться результати лікування, якщо поєднати цей препарат із фаготерапією. Комбіноване лікування справді виявилося дієвішим, на що вказали зменшення важкості інфекції в ембріонів рибок та підвищення їхньої виживаності до 70 відсотків.
Результати узгоджуються з одним із попередніх досліджень, у якому вдалося за допомогою бактеріофагів покращити стан пацієнта з муковісцидозом, що був інфікованим M. abscessus. Та проведені на рибах досліди не можна однозначно перенести на людей, щонайменше через разючі відмінності в анатомії ссавців та риб. Однак показавши можливість використання даніо-реріо для дослідження фаготерапії важких інфекцій, вчені зможуть краще й швидше вивчати механізми, які лежать в основі такого лікування, щоб у майбутньому могти їх застосувати в людей.
Раніше австралійські вчені описали механізм, завдяки якому бактеріофагів можна використати для повернення чутливості до антибіотиків поширеній патогенній бактерії Acinetobacter baumannii.