Не все вирусы опасны, среди них есть и друзья человека. В микромире они ведут постоянную борьбу с нашими врагами. Они выпускаются в виде лекарств и продаются, но большинство врачей об этом даже не догадывается и никогда их не назначает. Почему это происходит?
Речь о препаратах бактериофагах, или, говоря проще — фагах. Де-факто это вирусы. Но поражают они не людей и животных, а только бактерии.
Война и микромир
Фаги поддерживают равновесие в микромире: уничтожая микробы, которые избыточно размножаются, они дают возможность выжить другим бактериям, число которых резко уменьшается. Они обитают бок о бок с бактериями в воде, земле, воздухе... и в нашем организме. В последнее время медики очень много говорят о важности микробиома — сообщества бактерий, обитающих в человеке — на коже, во рту и больше всего в кишечнике, здесь живет около 3 кг микробов. Но здесь же и масса бактериофагов. О важности бактерий для нормального пищеварения, обмена веществ, иммунитета, работы мозга и других органов и систем написано много. Для их поддержки есть разные способы — кисломолочные продукты, препараты про- и пребиотиков.
На днях в приложении к авторитетному научному журналу «Клетка» (Cell) вышла статья испанских учёных о том, как два вида фагов, обитающих в организме человека, влияют на его память: один вид (хвостатые) её улучшает, а другой (микровирусы) — ухудшает. Казалось бы, какая связь между фагами, живущими в толстой кишке, и памятью? Тем не менее исследования показали: после введения хвостатых фагов люди стали заметно лучше выполнять тесты на запоминание. Возможно, это объясняется опосредованным влиянием фагов на бактерии в кишечнике, а их важнейшее значение для работы мозга уже доказано.
Справляются даже с устойчивыми бактериями
Но конечно, главная роль, которую могут играть фаги сегодня, это альтернатива антибиотикам. Особенно в тех тяжелых случаях, когда бактерии становятся к ним резистентными — устойчивыми. ВОЗ признала это глобальной проблемой, уносящей ежегодно миллионы жизней. Лечение антибиотиками зашло в тупик, даже новые препараты очень быстро становятся бесполезными — бактерии к ним легко приспосабливаются. Фармбизнесу не выгодны такие лекарства, они не успевают окупаться и компании не хотят заниматься их разработкой.
«Фаги прекрасно справляются даже с устойчивыми бактериями, — говорит кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории вирусов микроорганизмов Института микробиологии им. С. Н. Виноградского РАН Евгений Куликов. — Ведь их можно выделить для борьбы с любой конкретной бактерией, в том числе и устойчивой ко многим антибиотикам. Фаги будут действовать только на нее, не вызывая гибели других полезных бактерий, как это бывает с антибиотиками. И значит, не будет дисбактериоза. Они совместимы с нашим организмом, не вызывают аллергию и другие побочные эффекты. Для большей эффективности можно делать коктейли из нескольких разных фагов. Это новое направление в фаготерапии сейчас активно развивается».
В начале славных дел
Но масштабы применения фагов мизерные. Это кажется удивительным и непонятным. Почему так случилось, объясняет история фагов. В 1896 г. английский врач Эрнест Ханкин, работавший в Индии, обнаружил, что вода из Ганга, в которой кишели холерные вибрионы, пропущенная через фарфоровый фильтр, становится убийцей этих возбудителей холеры (это, кстати, объясняет и тот факт, что люди редко заболевают, совершая омовения в столь грязной воде).
Холерные вибрионы задерживались фильтром, но что-то непонятное через него проходило и обладало убийственной силой. Увидеть или «потрогать» эту субстанцию тогда было невозможно, впервые фаги и вирусы ученые увидели более 40 лет спустя, когда появился электронный микроскоп. А тогда в фантазиях их представляли неведомой жидкой формой жизни, ферментами, антителами, мельчайшими живыми частицами — все это могло проходить сквозь фарфоровый фильтр, задерживающий все бактерии. Было понятно, что это неведомое находится в самой гуще бактерий, которые оно и убивает. И когда его отделяют от них с помощью фильтра, оно становится лекарством.
Использовать такую субстанцию в качестве препарата от дизентерии начали в Первую мировую. Смертность солдат от этой инфекции была сравнима с боевыми потерями. Пионером стал француз Феликс д’Эрелль. Он был самоучкой со средним образованием, но работал в знаменитом Институте Пастера и 8 раз выдвигался на Нобелевскую премию. В своей работе «Невидимый микроорганизм, антагонист возбудителей дизентерии» он впервые использовал придуманный им термин «бактериофаг» (пожиратель бактерий). Фаготерапия становилась суперпопулярной, препараты начали производить против многих инфекций. И делали их порой буквально «на коленке», выделяя из бактерий.
Советский след
Среди партнеров д’Эрелля был известный грузинский микробиолог Григорий Элиава. При его посредстве Сталин пригласил французского ученого организовать Институт бактериофагов в Тбилиси. В середине 1930-х д’Эрелль наладил научную работу и производство фагов, но после 1937 в СССР больше не приезжал. Из-за расстрела Элиавы — Берия обвинил его в шпионаже в пользу Франции и в попытке распространения эпидемии. В стране наладили производство фагов на нескольких других предприятиях, и они широко использовались до конца 1940-х. Но в конце войны появился пенициллин, и началась эра антибиотиков. Использовать их было проще, они идеально подходили для модели фармбизнеса. А пассионарные лидеры фаготерапии умерли, и о пожирателях бактерий быстро забыли. Тем более что они были дискредитированы тем, что производили их где и как попало, и было много препаратов-пустышек, в которых активных фагов не было. Единственным местом, где их продолжали производить, был Советский Союз. Но и тут антибиотики вытеснили фагов, их стали использовать изредка, и сегодня мало врачей, которые пользуются ими. Студентов не учат этому, хотя такие препараты есть.
Предреволюционная обстановка
Но похоже, мы стоим на пороге фаговой революции. Из-за проблемы антибиотикорезистентности о них вспомнили на Западе. Даже в США, где к ним относились скептически, были зарегистрированы несколько препаратов бактериофагов. Это активирует их исследования и в России. И значит, фаги будут применять чаще, и многие пациенты с тяжелыми инфекциями, которым не помогают антибиотики, будут спасены.
«Фаги идеально подходят для лечения сложных инфекций у тяжелых больных, когда иммунитет ослаблен, а ткани изменены. Так бывает у пожилых людей, при ВИЧ, сахарном диабете и других хронических заболеваниях, — говорит Евгений Куликов. — Но их начинают использовать не только в лечении больных или ветеринарии. В 2012 г. после наводнения в Крымске из-за сильной жары и разлива канализации возникла опасность эпидемии кишечных инфекций. Специалисты ФМБА предотвратили эпидемию, обработав территорию фаговым коктейлем. Другой пример, в условиях аквакультуры (разведение рыб, креветок и т.д.) высока опасность избыточного размножения бактерий. Это можно предотвратить, добавив в водоем фагов. Если ими обработать мясо, рыбу и другие скоропортящиеся продукты, они будут гораздо дольше храниться. Сегодня эта технология уже применяется. И это далеко не все сферы использования фагов для профилактики заболеваний».
