Innhold
- Isabelle Holdaways Story
- Hvordan fager dreper bakterier
- Fagene som reddet en tenåring
- Fagbehandling
- Framtid for fagterapi
- Phages vs. Antibiotika
Da Isabelle Holdaway utviklet en alvorlig bakterieinfeksjon etter en lungetransplantasjon, hadde hun få behandlingsalternativer. Infeksjonen spredte seg over hele kroppen hennes og var resistent mot antibiotika. Imidlertid gjorde hun en fantastisk bedring takket være genetisk manipulerte virus som drepte bakteriene.
Isabelle Holdaways Story
Isabelle Holdaway var 15 år gammel da hun fikk en lungetransplantasjon på grunn av cystisk fibrose. Siden organtransplantasjon krever at pasienter tar medisiner som undertrykker immunforsvaret, var Holdaway mottagelig for infeksjoner. Legene mener at hun allerede hadde det Mycobacterium abscessus bakterier i systemet hennes fordi det er vanlig blant pasienter med cystisk fibrose.
De immunsuppressive medisinene tillot bakteriene å vokse ut av kontroll i kroppen hennes. Hun utviklet en alvorlig infeksjon i brystet, leveren, overkroppen og andre deler av kroppen. Infeksjonen var resistent mot antibiotika, så leger ved Great Ormond Street sykehus i Storbritannia sendte henne hjem for lindrende behandling med lite håp om bedring.
Holdaways mor undersøkte behandlingsalternativer på nettet og oppdaget fagterapi. Fager er virus som kan drepe bakterier, og forskere har eksperimentert med dem i mange år. Holdaway fikk en eksperimentell fagbehandling som reddet livet hennes.
Hvordan fager dreper bakterier
Bakteriofager eller fager er virus som kan drepe bakterier. Selv om de har forskjellige former og størrelser, har fagene en tendens til å ha enten DNA eller RNA. Fagene ble oppdaget på 1900-tallet, og hjalp til med å behandle bakterielle infeksjoner som kolera. Imidlertid forskjøvet penicillinsfunnet i 1928 fokuset bort fra fag, da antibiotika ble populært.
Siden fager er virus, kan de ikke reprodusere uten å infisere en vert. Bakteriofager har en tendens til å følge to generelle prosesser for å infisere bakterier: den lytiske syklusen og den lysogene syklusen. I lytisk syklus, fagene smitter bakterier, overtar cellene og bruker dem til å lage flere fager til cellene lyser eller sprenger.
I lysogen syklus, fagene infiserer bakterier, setter inn DNA-et i bakteriens genetiske informasjon, og cellene inkluderer DNA under celledeling. Dette stykke fage-DNA kalles profagen. Den kan bli aktiv og lage fager, som vil starte den lytiske syklusen.
Det er imidlertid viktig å merke seg at fager er veldig spesifikke. Dette betyr at hver type infiserer en annen type bakterier. En enkelt fag kan bare virke på en bakteriesart og ikke andre.
Fagene som reddet en tenåring
Etter at Holdaways mor ble klar over fagterapi, var legene ved Great Ormond Street Hospital tilknyttet Rebekah Dedrick og Graham Hatfull ved University of Pittsburgh som hadde en samling fag. Science Education Alliance Phage Hunters Advancing Genomics and Evolutionary Science (SEA-PHAGES) -programmet, som er et forskerkurs, bidro til å sette sammen samlingen. Mange fager ble oppdaget ved å bare grave i jorda.
Forskerne ved University of Pittsburgh hadde fagene for eksperimentering, men de visste ikke hvilke som faktisk ville drepe Mycobacterium abscessus bakterier som smittet Holdaway. De brukte uker på å dyrke bakterier og behandle dem med forskjellige fager. I 2018 drepte en bakteriofag de kalte Muddy bakterier i en petriskål.
Selv om Muddy var et viktig funn, visste forskere at bakterier også kunne bli resistente mot fager. De ønsket å finne flere faser som var i stand til å bruke den lytiske syklusen for å behandle tenåringenes infeksjon. Måneder senere fant de fagene ZoeJ og BPs også kunne påvirke bakteriene. Teamet måtte genetisk modifisere ZoeJ og BPs for å gjøre dem lytiske i stedet for lysogene. De laget en medisincocktail av disse tre fagene for Holdaway.
Fagbehandling
Forskerne ved University of Pittsburgh sendte sin fagcocktail til Great Ormond Street Hospital i London. På dette tidspunktet hadde infeksjonen i Holdaways fortsatt å spre seg, og hun hadde 1% sjanse for å overleve. Leger på sykehuset ga henne en IV av fagene og brukte noen i en salve, som de påførte huden hennes.
Holdaway kunne forlate sykehuset etter ni dager. Sårene på håndleddet hennes forsvant, huden hennes ble bedre og leveren hennes var bedre. Hun fortsetter å motta fagterapi i dag. Legene bemerket at hun hadde "nesten ingen bivirkninger" fra fagene. Imidlertid nøler forskere med å kalle det en fullstendig kur på dette tidspunktet.
Selv om andre har blitt behandlet med fagterapi i det siste, er det som gjør Holdaways tilfelle unikt bruk av genetisk konstruerte bakteriofager. Forskere slettet et gen i fagene og la ikke til noen nye.
Framtid for fagterapi
Forskere ønsker å se store kliniske studier før de støtter fagterapi som en effektiv behandling for bakterielle infeksjoner. Anekdotiske tilfeller som Holdaways gir håp, men er ikke nok til at fager kan selges på ditt lokale apotek når som helst snart.
Forskere advarer også om at fagterapi er svært spesifikk. Fagene som drepte infeksjonen i Holdaways kropp fungerte ikke for en pasient med en annen belastning av bakteriene.Til tross for interessen er fagbibliotek fortsatt relativt små sammenlignet med de som finnes for bakterier. For at de skal bli en akseptert behandling, vil mye mer forskning måtte skje.
Phages vs. Antibiotika
En ting som gir fagforskere håp er den økende interessen for deres felt på grunn av intensivering antibiotikaresistens jorden rundt. Infeksjoner som pleide å bli behandlet med ett antibiotikum blir nå resistente mot flere medikamenter. Imidlertid er fager ikke enkle å bruke som behandling og har flere utfordringer. For eksempel tar det tid å isolere og finne riktig fag som kan drepe hver type bakterie.
Det er fordeler med å bruke fager i stedet for tradisjonelle antibiotika. Fager angriper ikke cellene til et menneske og er svært spesifikke for bakterier. De ville ikke forstyrre tarmmikrobiomet og forårsake fordøyelsesproblemer som typiske antibiotika. Fager arbeider også med antibiotikaresistente bakterier, og det er vanskeligere for bakterier å utvikle resistens mot fager fordi cellene deres blir ødelagt. Fagterapi har mye løfte som en personlig behandling i fremtiden.