Понятие о бактериофагах

Потенциальные преимущества фаговой терапии

• Размножаясь, они самостоятельно регулируют свою численность (увеличивая или уменьшая ее), поскольку размножаются только до тех пор, пока имеются чувствительные бактерии, а затем постепенно элиминируются из организма и окружающей среды.
• Они гораздо более специфичны, чем большинство антибиотиков; будучи нацелены на конкретные проблемные бактерии, вызывают гораздо меньшее повреждение нормального микробного баланса организма. Бактериальный дисбаланс или “дисбиоз”, вызванный лечением многими антибиотиками, может привести к серьезным вторичным инфекциям с участием достаточно резистентных бактерий, увеличивающим затраты на лечение и летальность. Специфические проблемы, возникающие в результате, включают инфекции, вызванные псевдомонадами, трудно поддающиеся лечению, и Clostridium difficile, причину серьезной диареи и псевдомембранозного колита.
• Фаги имеют возможность использовать в качестве мишеней рецепторы на бактериальной поверхности, участвующие в патогенезе, а это означает, что вирулентность любых резистентных к ним мутантов ослаблена.
• В отношении фаговой терапии описано мало побочных эффектов.
• Фаговая терапия была бы особенно применима для лиц с аллергией к антибиотикам.
• Должным образом селекционированные фаги можно легко использовать профилактически, способствуя предотвращению бактериальных заболеваний у людей или животных при контакте с микробами, либо для санации больниц и борьбы с госпитальными инфекциями.
• Фаги, особенно для наружного применения, можно изготавливать достаточно недорого и локально, способствуя их потенциальному применению населением соответствующей местности.
• Фаг можно использовать либо независимо, либо в сочетании с другими антибиотиками, с целью уменьшения вероятности развитие резистентности бактерий.
• При местном использовании фаги имеют особое преимущество в том, что они продолжают размножаться и проникать глубже до тех пор, пока присутствует инфекция, в противоположность им концентрация антибиотиков быстро снижается по мере удаления от поверхности.

Вместе  с этим накопились многочисленные данные об отсутствии лечебного эффекта  при применении фагов. Одна из основных причин низкой эффективности или  полного отсутствия лечебного эффекта  заключается в неумелом подборе  фагов для лечебных целей. Одна и  та же болезнь, например дизентерия, может  вызываться различными видами дизентерийных  бактерий. Фаги, активные против одних  дизентерийных бактерий, совершенно не влияют на другие. Это не всегда учитывалось  в должной мере при приготовлении  фаговых препаратов для лечения  определенных заболеваний.

В последние годы фаги для лечебных целей почти не применяются. Определенное влияние на отрицательное отношение к использованию фагов в лечебных целях сыграло не только непостоянство результатов, но и появление многочисленных антибиотиков, а также разных хемотерапевтических препаратов.

Проблема и вред фагии в различных производствах

Бактериофаги строго специфичны, поэтому  их очень трудно подбирать. Если нужной бактерии в организме не оказывается, а те, что вызвали заболеваний  чуть-чуть отличаются, вирус находится  в организме около 2-6 дней, а затем  разрушается.Лечение бактериофагами очень длительное. Если для курса  антибиотикотерапии требуется обычно 5-7 дней, то бактериофаги назначают  тремя курсами по 7-20 дней с небольшим  интервалом.

За последние 30—40 лет значительно  увеличилось количество производств, основанных на использовании продуктов  жизнедеятельности микроорганизмов. При помощи микроорганизмов получают разнообразные антибиотики, ферменты, витамины, аминокислоты, ацетон и бутиловый  спирт, молочную, уксусную, лимонную и  другие кислоты, различные бактериальные  препараты — удобрения, инсектициды  и многие другие.

Вследствие концентрации на указанных  производствах больших масс микроорганизмов, находящихся в стадии интенсивного роста, создаются благоприятные  условия для размножения соответствующих  фагов, часто вызывающих лизис производственных культур. Впервые с этим явлением столкнулись в сыродельном производстве, для которого борьба с фаголизисом  — одна из актуальнейших проблем.

Микробиологические производства, которые сталкиваются с проблемой  фагии, можно разбить на две группы. К первой группе относятся те производства, в которых основное применяемое  сырье может содержать (и большей  частью фактически содержит) фаги. Это  предприятия молочной промышленности. Одно из древнейших производств —  молочное (сыроделие, получение молочнокислых  продуктов и др.) — основано на применении молочнокислых стрептококков  и бактерий.

Ко второй группе производств относятся  те, в которых выращивание микроорганизмов  производится на питательных средах, не содержащих фагов. Это фактически все остальные микробиологические производства.

Из производств первой группы рассмотрим сыроделие как наиболее типичное и в то же время лучше изученное  с точки зрения фагии.

Молочнокислые микробы очень широко распространены в природе: в почве, в навозе, на корнях, листьях и  семенах растений, в кишечнике  животных. Широкому распространению  фагов молочнокислых бактерий способствует то, что они являются лизогенными, т. е. содержат внутри клеток фаги. В  результате этого в молоке сразу  же после доения уже есть фаги. Молоко, поступающее на молочные заводы, часто  содержит фаги в значительном количестве (1 млн. и более частиц в 1 мл молока). Следует отметить, что все фаги, даже активные против патогенных микробов, совершенно безвредны для людей  и животных.

Современное производство сыра основано на применении пастеризованного молока. Однако пастеризация не убивает всех имеющихся в молоке фагов. Охлажденное  после пастеризации молоко разливают  в специальные ванны, в которые  вносится закваска, состоящая из чистых культур молочнокислых стрептококков. Стрептококки вызывают сквашивание  молока. Получаемый сгусток молока подвергается дальнейшей переработке.

Работники сыродельных заводов  давно обратили внимание на то, что  в ряде случаев активность молочнокислых  микробов закваски резко снижается, что приводит к плохому сбраживанию  молока. Это явление может быть вызвано разными причинами. Но чаще всего оно вызывается фагами, которые  лизируют полностью или частично культуры заквасок. В результате этого  процесс молочнокислого брожения полностью  останавливается или интенсивность  его резко снижается.

На сыродельных заводах, как  правило, применяют закваски, состоящие  не из одной культуры, а из смеси  различных культур молочнокислых  стрептококков. Стрептококков очень  много в природе, поэтому для  производства можно отобрать культуры, отличающиеся по своей чувствительности к фагам. При применении смешанной  закваски под влиянием фага лизируется одна или две культуры, другие же продолжают процесс молочнокислого брожения.

Одну и ту же закваску используют только определенное время, после чего ее заменяют другой. Длительно применять  одну и ту же закваску нельзя, так  как это способствует накоплению на заводе фагов, активных против культур данной закваски.

Правильный выбор культур для  заквасок, смена их на основании  изучения появившихся на заводе фагов  дают значительный эффект. В ряде зарубежных стран на сыродельных заводах  применяют закваски, содержащие только одну культуру. В этих случаях одну и ту же закваску используют лишь один раз.

Успешность борьбы с фаголизисом  требует проведения и ряда других мероприятий. Особое значение имеет  борьба с распространением фагов  в заводских помещениях.

Значительные трудности в связи  с лизисом под влиянием фагов  производственных культур испытывала у нас и за рубежом антибиотическая  промышленность.

Большой ущерб наносят фаги заводам  ацетонобутиловым, а также изготавливающим  бактериальные удобрительные препараты  и препараты, применяемые для  борьбы с вредными насекомыми.

Возникает вопрос: как фаги попадают на эти заводы? Есть два источника. Первый и, по-видимому, основной для  антибиотической промышленности —  это сами культуры, применяемые для  получения антибиотиков. Все эти  культуры лизогенные и содержат внутри своих клеток умеренные фаги. Сами умеренные фаги не опасны. Но в ряде случаев они могут измениться и стать вирулентными, т.е. способными лидировать культуру хозяина. Вирулентные  фаги, накапливаясь на заводах, вызывают массовый лизис производственных культур.

Другим источником попадания фагов  на производства является почва, которая  содержит много фагов. Вместе с пылью  фаги могут заноситься в заводские  помещения и заражать производственную культуру.

В борьбе с фаголизисом, в особенности  при производстве антибиотиков, большое  значение имело экспериментальное  получение активных фагоустойчивых культур. Такие культуры в настоящее  время успешно применяются.