Фаги (или бактериофаги – вирусы, заражающие бактериальные клетки) известны уже достаточно давно: первые упоминания о явлении бактериофагии встречаются в работах микробиологов начала 20 века, лечение фагами было крайне популярно на Западе и на территории СССР в 1920е-1930е годы, несмотря на то, что достоверно увидеть вирионы (вирусная единица вне живой клетки) ученые смогли только в середине прошлого века при помощи электронного микроскопа.

Вирусная частица состоит из оболочки и нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Фаги прикрепляются к специфическим рецепторам мембраны бактерий, а затем вводят свой генетический материал в них. По сути, это управляемое инфицирование бактерий, которое может привести как к их уничтожению, так и превращению в «троянского коня» (профага) – переносчика генома фагов для борьбы с другими бактериями. Особенно актуальны такие возможности для борьбы с бактериями, устойчивыми к антибиотикам.

Не секрет, что антибиотики добавляют в корм скоту (для ускорения роста и предотвращения инфекций) в сельском хозяйстве. По данным мировой статистики 73% всех производимых антибактериальных препаратов используется именно в виде добавок к корму. Устойчивые к антибиотикам микроорганизмы попадают к человеку как непосредственно при употреблении такого мяса в пищу, так и опосредованно – из окружающей среды (через продукты жизнедеятельности животных). Та же картина наблюдается и в растениеводстве. Отдельной проблемой является неоправданное применение антибактериальных препаратов как без назначения врача, так и с нарушением рекомендаций по приему (сокращение курса приема и неверная дозировка), а также контакт с устойчивой внутрибольничной флорой.

Данные клинических исследований, подтверждающие эффективность смесей бактериофагов, публикуются постоянно, однако использование этих универсальных фаговых коктейлей было одобрено лишь в нескольких восточноевропейских странах. Бактерии в ходе эволюции сформировали механизмы защиты против инфицирования фагами: CRISPR (Clustered Regularly Interspased Short Palindromic Repeats) система и ассоциированные с ней белки выявляют постороннюю ДНК, предотвращая инфицирование фагами и расщепляя постороннюю ДНК специальным ферментом Cas9. При этом секвенирование ДНК позволило выявить огромное количество бактериофагов в дружественных бактериях, присутствующих в нашем организме — вирусное сообщество в кишечнике здорового человека составляет более 1012!

Система CRISPR/Cas9 является инструментом многих генетических исследований, в том числе геномного редактирования. Потенциально она может быть использована для внедрения специфических мутаций в бактериальный геном (гены устойчивости к антибиотикам), однако, эффективная система доставки еще не получена, как и данные о безопасности данной методики. Основные исследования проводятся в области лечения опухолевых и врожденных генетических заболеваний человека.

На сегодняшний день одна из самых острых проблем бактериологии – развитие резистентности к антибактериальным препаратам. Безусловный плюс терапии фагами в том, что они узкоспецифичны, то есть поражают исключительно микроорганизмы определенного вида (хотя встречаются и поливалентные бактериофаги, которые могут быть активны в отношении бактерий разных видов). В отличие от антибиотиков, фаги не затрагивают здоровую микрофлору человека, могут применяться даже у новорожденных детей и беременных женщин для лечения инфекционных заболеваний кожи, мочеполовой системы, легких и кишечника. Немаловажно, что фаготерапия сочетается с любыми лекарственными препаратами, включая антибиотики. Фаги используют либо местно (раствор наносится на кожу или слизистые), либо принимают внутрь. В случае необходимости щадящего лечения (например, во время прохождения программы детоксикации) специалисты клиники используют «коктейли» из фагов, способных убивать различные штаммы и виды патогенных бактерий: пиобактериофаги поливалентные или комплексные. Идеальное лечение подразумевает первичное выделение болезнетворной бактерии в культуру и таргетный подбор бактериофага. В любом случае, фаги как альтернатива антибактериальным средствам позволяет затормозить развитие инфекции и справиться с ней иммунной системе организма самостоятельно.