Новое исследование с участием экспертов из Института науки Вейцмана было посвящено изучению бактериофагов (вирусов, заражающих бактериальные клетки) для лечения болезней, связанных с микрофлорой кишечника. Оказалось, что новая форма так называемой комбинированной фаговой терапии имеет способность воздействовать на бактерии в ЖКТ, связанные с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК), при этом не оказывая негативного влияния на полезные кишечные бактерии. Результаты работы были опубликованы в научном журнале Cell.
Команда ученых проанализировала состав микробиоты кишечника 547 участников эксперимента с ВЗК. Им удалось обнаружить, что у людей с хроническими заболеваниями в кишечнике накапливается группа штаммов Klebsiella pneumoniae — неподвижных бактерий, которые относятся к роду клебсиелл и встречаются чаще всего в окружающей среде, в том числе в почве и поверхностных водах. Особенно много их было у тех участников, кто пережил обострение заболевания.
Исследователи сообщают, когда штаммы Klebsiella pneumoniae были пересажены грызунам, у животных развилось тяжелое воспаление кишечника, а также повреждение тканей. Это свидетельствует о том, что бактерии могут способствовать обострению хронических ВЗК.
Далее ученые исследовали и выделили тысячи видов бактериофагов из образцов окружающей среды. Бактериофаги — вирусы, которые атакуют и заражают бактерии. Команда определила около 40 фагов, которые оказались эффективными против штаммов Klebsiella pneumoniae, включая также штаммы, которые уже выработали устойчивость к фагам. “Такая устойчивость на сегодня является самой большой проблемой в использовании фаговой терапии, — говорит автор исследования Эран Элинав в пресс-релизе. — Если вы примените один фаг к бактерии, она, вероятнее всего, очень быстро выработает механизм устойчивости”.
Таким образом, в клиническом исследовании с участием 18 человек была репрезентативно протестирована комбинация двух фагов. Было обнаружено, что фаги выживали в высоких концентрациях и оставались активными во всем ЖКТ (желудочно-кишечном тракте) при приеме антацида — вещества, нейтрализующего кислоту желудка. По словам группы ученых, также не было выявлено негативного влияния на микробиоту кишечника.
Фаги оказались потенциальным “лечебным коктейлем” против штаммов Klebsiella pneumoniae, которые негативно воздействуют на микробиоту кишечника и приводят к ВЗК. Исследователи объясняют, что в этих комбинациях фагов каждый из них использует различные рецепторы для проникновения в бактерии, что позволяет уничтожать их при помощи различных механизмов.
По словам команды, преимущество данного метода заключается в том, что даже у мутировавших бактерий, у которых один из рецепторов стал устойчивым, все еще есть варианты лечения. Поэтому такой “лечебный коктейль” может предотвратить образование и распространение бактерий, устойчивых к фагам, говорит автор исследования Эран Элинав из Института науки Вейцмана.
В ходе дальнейших исследований, проведенных в пробирке, а также на подопытных мышах с хроническими ВЗК, стало ясно, что специальная комбинация из 5-ти различных фагов наиболее эффективна в борьбе со штаммами Klebsiella pneumoniae. Благодаря такому “коктейлю” воспаление и повреждение тканей особенно ослабевают, сообщают ученые.
По словам автора исследования, недавно проведенный эксперимент впервые продемонстрировал, что комбинированная фаготерапия, применяемая перорально, может быть использована против болезнетворных обитателей кишечника, при этом одновременно решая проблему устойчивости к фагам и противодействуя неинфекционным заболеваниям.
От инфекционных ВЗК страдают миллионы людей во всем мире. Его причины остаются практически неизвестными на сегодняшний день, хотя предыдущие исследования показали, что определенные бактерии в кишечнике имеют связь с данным заболеванием.
Были также предприняты попытки лечения хронических ВЗК с помощью антибиотиков. Однако оказалось, что эти методы лечения недостаточно специфичны и эффективны, сообщают ученые. Это может быть связано с тем, что антибиотики убивают как полезные, так и болезнетворные бактерии в кишечнике. Все это приводит к возникновению нежелательных побочных эффектов, и, кроме того, существует риск развития устойчивых к антибиотикам бактерий.
Тем не менее, исследовательской группе удалось использовать фаги в качестве своего рода высокоточного оружия подавления группы так называемых комменсальных бактериальных штаммов, которые способствуют хроническим ВЗК. Кроме того, команда надеется, что комбинированная фаготерапия может быть усовершенствована в будущем, а также использована против бактерий, которые, например, ведут к ожирению, сахарному диабету, онкологии и нейродегенеративным заболеваниям.