prace poglądowe
Bakteriofagi. Nadzieje i perspektywy Bacteriophages. Hopes and perspectives Romuald Gryko, Lidia Mizak, Sylwia Parasion, Magdalena Kwiatek, Michał Bartoszcze Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii, Ośrodek Diagnostyki i Zwalczania Zagrożeń Biologicznych w Puławach; kierownik: prof. dr hab. Michał Bartoszcze Streszczenie. Przedstawiono w skrócie biologię bakteriofagów oraz ich dotychczasowe zastosowanie w terapii, w tym także rekombinantów z użyciem metody phage display. Podkreślono dotychczasowe osiągnięcia kliniczne, szczególnie w przypadku zakażeń bakteryjnych niepoddających się antybiotykoterapii, w tym metycylinoopornych szczepów gronkowca złocistego (methicillin resistant Staphylococcus aureus – MRSA) i wankomycynoopornych szczepów enterokoków (vancomycin resistant Enterococcus – VRE). Przedstawiono także wyniki badań eksperymentalnych mogących stanowić podstawę dalszych doświadczeń i terapeutycznego stosowania bakteriofagów w przyszłości. Słowa kluczowe: bakteriofagi, fagoterapia Abstract. The biology and therapeutic application of bacteriophages, including recombinants with use of phage display method, were presented in this article. Clinical achievements in phage therapy, especially in infections resistant to antibiotic therapy, including cases complicated by methicillin-resistant Staphylococcus aureus and vancomycin-resistant Enterococcus strains, were underlined. Results of experimental studies that can point a direction for future investigations and therapeutical applications of bacteriophages were presented. Key words: bacteriophages, phage therapy
Nadesłano: 18.06.2010. Przyjęto do druku: 07.02.2011 Nie zgłoszono sprzeczności interesów. Lek. Wojsk., 2011; 89 (2): 155–160
Wstęp Historia odkrycia bakteriofagów (fagów) nie jest pozba wiona kontrowersji i sporów o pierwszeństwo. W 1896 roku brytyjski bakteriolog Ernest Hankin zaobserwował, że wody Gangesu i Junny w Indiach mają właściwości antybakteryjne w stosunku do przecinkowców cholery i postawił tezę, że odpowiedzialna za ten fenomen jest jakaś niezidentyfikowana, przesączalna przez porcelano we filtry substancja. Dwa lata później rosyjski bakterio log Gamaleya zaobserwował podobne zjawisko w sto sunku do Bacillus subtilis, ale dopiero w 1915 roku bry tyjski lekarz i bakteriolog, Frederick Twort, nazwał czyn niki wywołujące przejaśnienie hodowli bakteryjnej na płytkach „czynnikami bakteriolitycznymi” (bacteriolitic agent) i wyraził przypuszczenie, że mają one charakter zakaźny. Dwa lata później francusko‑kanadyjski uczony Felix d’Herelle zasugerował, że są one wirusami i nadał im nazwę „bakteriofag” – jest on oficjalnie uznawany za ich odkrywcę. d’Herelle jako pierwszy użył bakterio fagów do leczenia czerwonki bakteryjnej. Bakteriofagi są wirusami bakterii, które nie repliku ją się w komórkach eukariotycznych. Zawierają one ma teriał genetyczny w postaci DNA lub RNA, przy czym Bakteriofagi. Nadzieje i perspektywy
Adres do korespondencji: dr n. przyrodn. Romuald Gryko Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii ul. Lubelska 2, 24-100 Puławy, tel.: +48 81 551 98 13, fax: +48 81 551 98 54, e‑mail: romgryko@gmail.com
przeszło 95% z nich zawiera podwójną nić DNA (dsD NA). Wszystkie należące do 13 rodzin fagi można po dzielić na dwie klasy: lityczne i lizogeniczne. Fagi litycz ne po infekcji bakterii przestawiają jej szlaki metabolicz ne na namnażanie własnego materiału genetycznego oraz białek kapsydu i w końcowej fazie powodują jej lizę, co umożliwia wydostanie się potomnych cząstek fago wych do środowiska i zakażanie kolejnych komórek bak teryjnych. Zależnie od gatunku i warunków środowisko wych, jedna cząstka faga litycznego daje średnio 200 cząstek potomnych w jednym cyklu. Jeżeli w następnym cyklu wszystkie potomne fagi zainfekują i zlizują bakte rie, otrzymamy 40 000 kolejnych fagów, z których w trze cim cyklu otrzymamy już 8 milionów, a w następnym 1,6 miliarda fagów. W cyklu życiowym fagów lizogenicznych, zwanych też czasem „łagodnymi”, następuje integracja ich ma teriału genetycznego z materiałem genetycznym bakte rii i wspólna replikacja w komórkach potomnych. Obec ność DNA fagowego w genomie bakterii może skutko wać nabyciem przez nią cech chorobotwórczości, co jest w przyrodzie zjawiskiem dość rozpowszechnio nym i nosi nazwę konwersji lizogenicznej (formy pato genne przecinkowca cholery i maczugowca błonicy czy 155