NwP: Jak bada się fagi pobrane ze środowiska?
AW: Między innymi sekwencjonujemy ich genomy. Dzięki temu jesteśmy pewni, że nie ma w nich genów odpowiedzialnych np. za produkcję toksyn. Sprawdzamy też ich wrażliwość na czynniki chemiczne, ich stabilność w różnych temperaturach i w różnej kwasowości środowiska. Wybieramy do terapii tylko te fagi, które wpływają na komórki bakterii, ale nie integrują się z ich materiałem genetycznym. Sprawdzamy, jak szybko fagi przylegają do powierzchni bakterii, jak przebiega ich cykl rozwojowy w danym gatunku bakterii i ile powstaje fagów potomnych z jednej komórki bakteryjnej. Trzeba też określić reakcję gospodarza na danego faga; musimy być całkowicie pewni, że badany przez nas fag pozostawi florę bakteryjną zwierzęcia nienaruszoną.
NwP: Pracują też Państwo nad terapiami z wykorzystaniem fagów, także dla ludzi. Jak one działają?
AW: Badamy m.in. fagi działające przeciwko enterokrwotocznym szczepom Escherichia coli i patogennym bakteriom z rodzaju Enterococcus. Patogenne, enterokrwotoczne E. coli są naturalną florą bakteryjną u bydła, owiec czy kóz. Bakterie te kodują bardzo groźne dla zdrowia ludzkiego toksyny. Gdy dojdzie do zakażenia człowieka wskutek spożycia niedogotowanego mięsa, zanieczyszczonej wody, owoców czy warzyw – pojawia się wysoka gorączka, krwawe biegunki, a jako powikłanie – zespół hemolityczno-mocznicowy czy zakrzepica żył, która może prowadzić do śmierci. Tej bakteryjnej infekcji nie można leczyć przy pomocy antybiotyków; powodują one dramatycznie szybkie pogorszenie stanu pacjenta, często prowadząc do zgonu. Dobrym i skutecznym środkiem w tego typu infekcjach wydaje się być terapia z zastosowaniem fagów.
Preparat fagowy, nad którym pracujemy, może być podany zwierzętom i ludziom. W jego skład będzie wchodziło kilka fagów, między innymi fagi eliminujące 20 najczęściej spotykanych serowarów Salmonella u zwierząt hodowlanych i ludzi oraz fagi lizujące enerokrwotoczne szczepy E. coli i szczepy bakterii z rodzaju Enterococcus, izolowane z młodych kurcząt. Ten preparat fagowy miałby zastąpić podanie kurczętom antybiotyku o szerokim spektrum działania, jak np. enrofloksacyny w pierwszym tygodniu życia.
Fagi posiadają zdolność przenikania do różnych tkanek. Nie namnażają się w komórkach ludzi czy zwierząt, ale przedostają się z jelit do krwi. Dzięki temu krążą po organizmie, są tak skuteczne i mogą eliminować różne zakażenia. Po zakończonej terapii utrzymują się w organizmie przez 2-3 dni, po czym są usuwane z moczem czy kałem.
NwP: Czy podawanie fagów do organizmu jest bezpieczne?
AW: Wiemy, że w naszych tkankach i tak znajdują się różnego rodzaju fagi, które przenikają do organizmu z układu pokarmowego, gdzie stanowią pierwszą linię obrony organizmu przed bakteriami. Oczywiście sprawdziliśmy skuteczność i bezpieczeństwo terapii fagowej – najpierw na bakteriach w stanie planktonicznym oraz biofilmu, następnie na liniach komórek zwierząt i ludzi, poprzez eksperymenty na zwierzętach laboratoryjnych i kurczętach. Testowaliśmy już np. ewentualny wpływ terapeutycznych fagów, przedostających się także do mózgu, na zachowanie myszy. Nie zaobserwowaliśmy żadnych reakcji. Zwierzęta zachowywały się identycznie, jak te z grupy kontrolnej. Fagi, które przedostają się do mózgu, można wykorzystać do leczenia zapalenia opon mózgowych czy mózgu wywołanego lekoopornymi bakteriami.
NwP: Czy badania nad fagami są powszechne na świecie?
AW: Stają się coraz bardziej popularne i inwestuje się w nie ogromne pieniądze. Można jednak powiedzieć, że w Polska jest pionierem w tej dziedzinie. Odwiedzili nas m.in. Amerykanie z Narodowych Instytutów Zdrowia, zainteresowani wykorzystaniem fagoterapii do zwalczania lekoopornych bakterii. Już w latach 20. XX w. w naszym kraju leczono fagami różnego typu infekcje, głównie wśród żołnierzy, zwłaszcza krwawe biegunki i gangrenę. Po odkryciu penicyliny wyparły je jednak antybiotyki.
NwP: Jednak bakterie coraz lepiej sobie radzą z antybiotykami.
AW: Tak, oporność bakterii na antybiotyki lawinowo rośnie i trzeba szukać nowych rozwiązań. Np. według niedawnych brytyjskich prognoz w 2050 r. nawet prosty zabieg w szpitalu będzie się wiązał z zagrożeniem życia, właśnie ze względu na ryzyko zakażenia opornymi na antybiotyki szczepami. Tymczasem np. we Wrocławiu w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN prowadzona jest eksperymentalna terapia z wykorzystaniem fagów. Leczenie jest jednak dosyć drogie i nie refundowane.
NwP: W innych krajach też prowadzone są terapie.
AW: Fagami leczy się od dawna w Gruzji, terapię fagową będzie wykorzystywać przychodnia powstała we Francji pod Paryżem i szpital pod patronatem rodziny królewskiej w Belgii. Z rozmów z lekarzami wynika, że są oni zainteresowani stosowaniem fagów. Na świecie dąży się do stworzenia banku fagów, z którego lekarze mogliby w każdej chwili korzystać. Według pojawiających się w literaturze medycznej doniesień leczyć fagami można różnego typu infekcje, nawet sepsę czy infekcje w przebiegu tzw. stopy cukrzycowej. Warto wspomnieć, że Unia Europejska wymaga, aby każdy kraj zaprezentował swoją strategię radzenia sobie z problemem oporności bakterii na antybiotyki. Myślę, że fagi byłyby naszą szansą. Przydałoby się tylko wsparcie odpowiedniego ministerstwa.
NwP: Kiedy można się spodziewać wprowadzenia Państwa technologii na rynek?
AW: Już teraz jesteśmy w stanie rozpocząć produkcję fagów na dużą skalę. Myślę, że kilka innych grup badawczych w Polsce także mogłoby to zrobić. Potrzebne byłyby tylko pewne zmiany w prawie, które pozwolą na zastosowanie fagoterapii w weterynarii oraz refundacja choćby eksperymentalnej terapii prowadzonej we Wrocławiu. Umożliwiłoby to wielu ludziom powrót do zdrowia, a – co niesłychanie istotne z punktu widzenia epidemiologii – pozwoliłoby wyhamować ekspansję form lekoopornych bakterii w społeczeństwie. Sądzę, że Polska mogłaby stać się potentatem na skalę światową w produkcji fagów oraz producentem zdrowej, ekologicznej a co najważniejsze bezpiecznej żywności.
Nauka w Polsce – PAP, Marek Matacz
Czytaj też:
Dlaczego przed świętami warto porządnie wyczyścić kuchnię?