Как фаги могут стать ключом к лечению смертельных инфекций
Растет интерес к тому, как малоизвестные вирусы могут быть использованы для борьбы с резистентными бактериями.
Мир кишит вирусами: они процветают в воде, почве и нашем кишечнике. После пандемии COVID-19 можно с уверенностью сказать, что вирусы вряд ли победят в конкурсах популярности. Однако в книге "Хороший вирус" писатель Том Айрленд пытается улучшить их репутацию.
Эта увлекательная книга показывает светлую сторону вирусного мира, фокусируясь на бактериофагах, которые заражают микроорганизмы, такие как бактерии и археи. Общество склонно не замечать фаги; вирусы, которые привлекают наше внимание, обычно принадлежат к когорте вызывающих такие тяжелые заболевания, как SARS-CoV-2, ВИЧ и Эбола. Но стигма может быть снята, утверждает Айрленд, если исследователям удастся разработать фаги, способные лечить инфекции смертельно опасных бактерий, устойчивых к лекарствам.
Исследователи уже прочесывают фаги, собранные по всему миру, в поисках лучших медицинских кандидатов. Недостатка в материале нет: один литр воды может содержать миллиарды вирусов, и они способствуют выбросу в моря каждый год примерно трех гигатонн углерода из зараженных бактерий.
Фаги также являются лабораторными любимцами, оказавшими огромное влияние на наше понимание генетики и молекулярной биологии. Легендарные и элегантные эксперименты 1950-х годов Марты Чейз и Альфреда Херши, которые установили, что ДНК, а не белок, является наследственным материалом, были выполнены с использованием фагов. Первый полный геном, который был секвенирован, был получен из фага.
Но даже те, кто изучает фаги, как правило, сосредотачиваются лишь на нескольких вирусах. Загадка, окружающая это забытое большинство, делает некоторые разделы книги захватывающими. Узнать больше о фагах - значит открыть для себя увлекательные подробности скрытого мира, в котором они формируют микробные экосистемы и ускоряют эволюцию, обмениваясь генами со своими хозяевами. Инженерные фаги могут в один прекрасный день доставлять лекарства в мозг и даже могут быть включены в антибактериальные строительные материалы, используемые в медицинских учреждениях.
Айрленд посвящает большую часть книги обсуждению потенциальных достоинств фагов как лекарственных средств для заражения и уничтожения резистентных к лекарствам штаммов бактерий. Эта идея становится все более привлекательной по мере роста проблемы лекарственной резистентности. По некоторым оценкам, к 2050 году от инфекций, резистентных к антибиотикам, будут умирать 10 миллионов человек в год. Это будущее столь же несправедливо, сколь и мрачно: как отмечает Айрленд, "по прогнозам, до 90% этих смертей произойдет в Африке и Азии".
Фаговая терапия, по мнению некоторых, может позволить нам избежать такого исхода. Если эти вирусы можно будет использовать для лечения инфекций, то введение смеси фагов - каждый из которых по-своему инфицирует бактериальные клетки - может замедлить возникновение резистентности. Сами вирусы способны меняться, и по мере своего развития они могут разрабатывать способы борьбы с механизмами резистентности бактерий.
Это идея одновременно футуристическая и историческая: некоторые страны, особенно бывшие страны Советского Союза, использовали фаговую терапию для лечения инфекций на протяжении почти столетия. Некоторые из этих лабораторий прекратили свое существование сразу после распада Советского Союза, когда такие страны, как Грузия, столкнулись с периодом экономической нестабильности. В книге Айрленда есть захватывающие рассказы о лаборатории фагов в Тбилиси, которая на пике своего развития насчитывала сотни сотрудников и поставляла тонны фаговых препаратов в год. Исследователи, сохранившиеся после распада Советского Союза, в 1990-х годах с трудом обеспечивали некоторые виды фаговой терапии в условиях перебоев с электричеством, ржавеющего оборудования и нехватки основных материалов. С тех пор несколько таких лабораторий восстановились.
Тем не менее, большинство западных врачей и ученых отвергают этот подход. Предрассудки, несомненно, способствуют такому скептицизму, но существуют реальные материально-технические препятствия для внедрения фаговой терапии. Несмотря на драматические случаи спасения жизней благодаря вмешательству в последнюю минуту, данных, подтверждающих широкое применение таких методов лечения, пока просто не существует.
Здесь Айрленд ходит по острию ножа: хотя положительные единичные истории указывают на возможный способ спасти больше жизней, они также рискуют дать ложную надежду людям, находящимся в отчаянном положении. Да, предрассудки сдерживают развитие этой области, и да, регламентация производства лекарственных препаратов может замедлить разработку методов лечения, что может быть неприятно, когда на кону стоит чья-то жизнь. Но верно и то, что у регулирующих органов есть причины для беспокойства.
Фаговая терапия сопряжена с рисками. Если препарат содержит слишком много материала от исходного бактериального хозяина, он может вызвать смертельную иммунную реакцию. И мало что известно о том, как фаги могут повлиять на микробные экосистемы в нашем организме, когда они поселятся в нем и обменяются генами со своими соседями. Известны, например, случаи, когда бактерии становились патогенами человека только после заражения специфическими фагами.
Хорошие вирусы - это очень актуально. Волнение по поводу фаговой терапии растет: биотехнологические фирмы борются за лидирующие позиции, основные клинические испытания наконец-то начались, а производство фагов в Тбилиси и других странах снова процветает. Это захватывающее время для области, которая слишком долго была несправедливо обойдена вниманием. Но еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы узнаем, избавят ли фаги нас от кошмара лекарственной резистентности, который маячит на горизонте, и предстанет ли мир вирусов в лучшем свете.
