Lekooporne bakterie będą zwalczane przez wirusy

Na Uniwersytecie Warszawskim opracowano nowatorską terapię leczenia lekoopornych infekcji bakteryjnych u zwierząt domowych. Polega ona na wykorzystaniu wyselekcjonowanych szczepów wirusów, wyspecjalizowanych w niszczeniu bakterii. To doskonała alternatywa dla antybiotyków. Projekt przeszedł wstępne fazy badań dając satysfakcjonujące rezultaty.

Nowatorska terapia polega na podaniu choremu zwierzęciu specjalnie wyselekcjonowanych wirusów bakteryjnych – bakteriofagów – które atakują lekooporne bakterie. Obecnie prowadzone są dalsze prace badawczo-rozwojowe, budowana jest biblioteka bakteriofagów i poszukiwane są lecznice weterynaryjne, które chciałyby zaproponować tę metodę leczenia swoim klientom i podopiecznym.

„Pomysł zrodził się z prywatnej potrzeby. Moje koty cierpiały na nawracające infekcje pęcherza moczowego. Kolejne wizyty u weterynarza kończyły się przepisaniem następnego antybiotyku i nie dawało to oczekiwanego skutku. Doszedłem do wniosku, że mogę wykorzystać moją wiedzę z obszaru mikrobiologii, czyli wykorzystać bakteriofagi, żeby skutecznie uwolnić koty od infekcji. Zaproponowałem projekt, który spotkał się z dużym zainteresowaniem i zyskał wsparcie finansowe – wcześniej z NCBiR a teraz Uniwersyteckiego Ośrodka Transferu Technologii”–mówi dr Piotr Golec z Zakładu Genetyki Bakterii w Instytucie Mikrobiologii na Wydziale Biologii UW.

Wyjątkowy charakter projektu polega na wykorzystaniu wiedzy dotyczącej selekcjonowania bakteriofagów o dużym potencjale terapeutycznym. Cała metoda może znaleźć zastosowanie w pojawiającej się i szybko rosnącej niszy rynkowej –obecnie w terapii zwierząt nie ma alternatywy dla antybiotyków i sterydów. Przy tym, choć jednorazowy koszt leczenia bakteriofagami jest niewiele wyższy niż w przypadku jednorazowego zastosowania antybiotyków, całościowe koszty terapii są porównywalne. Mogą być nawet niższe, jeśli weźmie się pod uwagę długotrwałe leczenie infekcji, wymagające licznych wizyt u weterynarza oraz stosowania wielu różnych antybiotyków bądź chemoterapeutyków.

Projekt początkowo prowadzony był w Trójmieście. Dzięki współpracy nawiązanej z lokalnymi lecznicami weterynaryjnymi udało się uzyskać bardzo dobre efekty w leczeniu schorzeń skórnych u psów. Zwierzęta, u których terapia antybiotykami w ogóle nie przynosiła pozytywnych rezultatów, po zastosowaniu bakteriofagów przestały wykazywać objawy chorobowe. Finansowanie pozyskane z Uniwersyteckiego Ośrodka Transferu Technologii (UOTT) pozwoli na kontynuowanie projektu w środowisku warszawskim. Na razie udało się uzyskać znaczącą poprawę u jednego pacjenta w Warszawie, który zmaga się z infekcją gronkowca w oku.

„Obecnie projekt koncentruje się na poszukiwaniu skutecznych bakteriofagów. Rozbudowujemy ich bibliotekę, tak by można było poszerzyć spektrum leczonych chorób o podłożu bakteryjnym. Równolegle prowadzimy działania mające na celu wdrożenie terapii jako alternatywny do antybiotyków dla konkretnych zwierząt leczonych w warszawskich lecznicach. Ostatecznie planujemy powołać spółkę typu spin-off, która zajmie się komercjalizacją tej metody – będzie produkować i dostarczać preparaty bakteriofagowe” – mówi Robert Dwiliński, dyrektor UOTT.

Zespół badawczy dra Piotra Golca w lipcu br. rozpoczął działanie w Warszawie z planem nawiązania współpracy z warszawskimi weterynarzami, którzy na kolejnym etapie odegrają ważną rolę w rozwoju całego projektu, ponieważ są oni niezbędnym ogniwem w procesie leczenia.

Metoda o wiekowej tradycji

Projekt uruchomiony przez dra Piotra Golca przy wsparciu UOTT opiera się na mającej blisko 100 lat koncepcji dotyczącej zastosowania do walki z bakteriami broni wytwarzanej przez naturę. Wirusy bakteryjne, nazywane bakteriofagami, infekują bakterie, rozwijają się w nich i namnażają, a ostatecznie uwalniając swoje potomstwo niszczą je.To ciekawa alternatywa dla terapii antybiotykowych, które stają się coraz mniej skuteczne.

Bakteriofagi były często stosowane w terapii infekcji do czasu wynalezienia antybiotyków. Dzięki praktycznie początkowej 100% skuteczności leków antybakteryjnych, zaniechano prace badawcze nad wirusami bakteryjnymi. Kontynuowano je tylko w kilku ośrodkach na świecie, m.in. w Tibilisi w Gruzji. Jednak obecnie, kiedy obserwuje się rosnącą oporność bakterii na antybiotyki, pojawiają się liczne doniesienia o opornych na wszystkie antybiotyki super bakteriach i coraz częściej mówi się o terapii bakteriofagami.

„W odróżnieniu do antybiotyków liczba efektywnie działających bakteriofagów nie będzie się zmniejszać. One same rozwijają się w ramach naturalnego procesu ewolucji. Gdy bakterie w obronie przed bakteriofagami wytwarzają mechanizmy obronne, wirusy także nabywają nowe zdolności ataku”– tłumaczy dr Piotr Golec.

W teorii liczba wirusów bakteryjnych na Ziemi szacowana jest na 10 krotnie większą niż samych bakterii. Każdej bakterii można przyporządkować zatem przynajmniej 1 bakteriofaga, który ją skutecznie zniszczy.Główną trudność stanowi odszukanie tego jednego bakteriofaga z powodu jego wąskiego spektrum działania. Inaczej niż antybiotyk, bakteriofag działa bardzo selektywnie – nie niszczy wszystkich bakterii w miejscu infekcji lecz wyłącznie określone ich szczepy patogenne.

Wykorzystanie naturalnych procesów w leczeniu

Bakteriofagi występują naturalnie w środowisku. Nie są tworzone poprzez ingerencje w kod genetyczny. Zwykle poszukuje się ich w próbkach pobieranych ze ścieków komunalnych, zanieczyszczonych zbiorników wodnych, w szpitalach czy miejscach hodowli zwierząt. Po znalezieniu odpowiedniego bakteriofaga, w laboratorium namnaża się go przy wykorzystaniu technik mikrobiologicznych. Na koniec niezbędna jest jeszcze analiza, czy dany bakteriofag zadziała terapeutycznie w miejscu infekcji.

„Jeden z najlepiej działających bakteriofagów w naszej kolekcji został pobrany z Wisły, w czasie kiedy przechodziła fala po znacznych opadach, które obmyły obszar gruntów. W tym czasie wiele zanieczyszczeń płynęło z nurtem. Współpracujemy także z oczyszczalniami ścieków. Prawie zawsze udaje się znaleźć nowy wirus, który działa na najczęściej spotykane bakterie patogenne z rodzajów Klebsiella, Pseudomonas, Staphylococcusczy Escherichia” – opowiada dr Piotr Golec.

Procedura leczenia polega na pobraniu wymazu do identyfikacji bakterii patogennej. Następnie przeszukuje się stworzoną bibliotekę bakteriofagów o właściwościach terapeutycznych. Jeśli wirus znajduje się w stworzonej kolekcji, można zareagować bardzo szybko. Ustala się sposób i częstotliwość aplikowania. Zwykle polega to na zwilżeniu zainfekowanego miejsca przygotowanym preparatem.

Terapia jest całkowicie bezpieczna dla zwierzęcia i dla właściciela. Wirusy bakteryjne infekują wyłącznie bakterie.

„W zastosowanych terapiach nie zaobserwowaliśmy jak dotąd żadnych efektów ubocznych. Po antybiotyku zwierzęta często mają biegunki i inne przypadłości. Terapia bazująca na bakteriofagach nie jest uciążliwa. W przychodni weterynaryjnej właścicielowi pokazuje się metodę aplikacji. Następnie wykonuje się ją już samemu w domu. Bakteriofagi zaaplikowane w miejscu infekcji namnażają się w ramach naturalnego procesu, a chore zwierzę wraca do zdrowia” – mówi dr Piotr Golec.

Skuteczność terapii udało się potwierdzić na kilkunastu dobrze opisanych przypadkach. Przy dobrej diagnozie i właściwej selekcji bakteriofaga zaobserwowana skuteczność terapii jest całkowita, stuprocentowa. Terapia bakteriofagami nie wyklucza stosowania antybiotyków i można ją prowadzić równocześnie z antybiotykoterapią. Nie jest to na razie stosowane, żeby przekonać się o skuteczności działania samych wirusów.