Ныне установлено, что бактериофаги представляют собой разновидность вирусов — микроскопических неклеточных образований, состоящих из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки, иногда содержащей липиды. Все вирусы видоспецифичны и способны размножаться только в живых клетках-хозяевах. Наряду с вирусами растений и животных существуют и вирусы бактерий. В отличие от антибиотиков, специфические бактериофаги способны оказывать действие на определенные патогенные микробы, не нарушая естественного баланса нормальной микрофлоры высшего организма. Их выборочное влияние обусловлено природой взаимодействия с бактериями: контактом белков-сенсоров фага с белками-рецепторами (или характерными липидами) клеточной стенки бактерии. Проникнув внутрь болезнетворной клетки, фаг переключает генетический механизм роста клетки на воспроизводство себе подобных фагов. Последние, вдоволь размножившись, разрывают оболочку клетки-хозяина и лавиной атакуют другие микробы. Весь процесс от начала атаки одиночных фагов до воспроизводства целого полчища из десятков тысяч новобранцев занимает около тридцати минут. Полное освобождение от паразитов в организме происходит за считанные часы. При этом, разрушая определенный вид бактерий до последнего представителя, фаги не атакуют и не разрушают другие виды, широко представленные в организме и выполняющие полезные функции.
Фаголизис — разрушение бактерий — происходит в пораженных бактериями тканях и органах и естественным образом, в ходе самостоятельного выздоровления. Но собственных сил организма (его иммунной системы) для того, чтобы справиться с болезнью, может не хватить. «Специализированных санитаров» привлекают не только для лечения, но и для профилактики опасных инфекций. Бактериофаги не токсичны, не имеют противопоказаний к применению, их можно использовать в сочетании с любыми другими лекарственными препаратами. Бактериофаги назначают беременным, кормящим матерям и детям любого возраста, включая недоношенных детей. Основным условием их успешного применения является проверка выделенной культуры на чувствительность к соответствующему фагу. Отмечена удивительная закономерность: в отличие от антибиотиков, чувствительность клинических штаммов микроорганизмов к бактериофагам стабильна и имеет тенденцию к росту, что можно объяснить обогащением лечебных препаратов новыми расами фагов.
В силу небольшой автономной генетической составляющей, фаги, как и другие внутриклеточные варионы (плазмиды, транспозоны), являются идеальным объектом для генетических манипуляций. Современные средства генной инженерии позволяют создавать фаги с новыми свойствами, чувствительные к таким мощным паразитам, как сап, чума, сибирская язва. С помощью фагов можно конструировать направленные изменения в геноме хозяйской ДНК.
Не последнее место в исследовании бактериофагов принадлежит и России, где уже выпускаются мази и кремы на основе бактериофагов для стоматологии и косметического ухода за кожей. Бактериофаги добавляют в йогурты и другие кисломолочные продукты. Своевременные инвестиции в производство медицинских препаратов на основе разработанных в России бактериофагов могли бы дать существенную фору российским производителям перед западными фармацевтическими компаниями.
Россия в последние годы находилась в стороне от бурных событий в фаготерапии, но, в отличие от многих стран, не забросила ее совсем. При помощи бактериофагов у нас успешно лечили многие инфекции, гнойно-воспалительные осложнения у онкологических больных, некоторые урологические заболевания.
«В свое время пенициллин и другие антибиотики вытеснили все другие методы борьбы с бактериями, но со временем выявились и слабости антибиотиков, — считает специалист по генетике бактериофагов Владимир Крылов, ведущий научный сотрудник ГНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов. — Большинство природных бактериофагов очень специфичны: они поражают только определенный вид бактерий и довольно быстро могут вызвать у него устойчивость, поэтому надо постоянно искать новые штаммы. Сами фаговые смеси подбирают индивидуально для каждого пациента.»
Радужные надежды ученые связывают с генно-инженерными бактериофагами, которые менее специфичны, чем природные аналоги, и вводят в клетку гены, кодирующие много убивающих белков. Устойчивость к генно-инженерным фагам у бактерий развивается медленнее, чем к природным фагам, поэтому их не приходится так часто заменять.
Есть в фаготерапии и немало вопросов, на которые наука пока не может дать четкого ответа. В обычных условиях фаги не часто встречаются с человеком, а в условиях терапевтического применения в его организме могут оказаться миллиарды различных фаговых частиц. Как они будут взаимодействовать с клетками человека, с полезными для него микроорганизмами, наконец, друг с другом? Наверняка непросто. Но этих сложностей можно избежать, если использовать не живые фаги, а их действующие вещества, убивающие бактерии, — бактериоцины. Цинотерапия имеет и то преимущество, что активные вещества можно получать в очищенном виде. Первые генно-инженерные фаги для лечения распространенных инфекционных болезней, вероятно, появятся на рынке уже через 2…3 года.
