Terapia fagică este tratamentul infecțiilor bacteriene folosind viruși bacterieni sau bacteriofagi . Există două domenii principale ale terapiei cu fagi. Primul se bazează pe utilizarea medicamentelor standard, în al doilea virusi individuali sunt selectați pentru tratamentul fiecărui pacient în parte [1] . În orice caz, terapia cu fagi este prescrisă numai după o analiză de laborator pentru sensibilitatea la bacteriofagi și stabilirea unei activități litice ridicate a bacteriofagelor împotriva tulpinilor bacteriene infecțioase [2] . O nisa pentru terapia cu fagi este tratamentul bolilor cauzate de bacterii multirezistente [3] .
Istoria terapiei cu fagi începe în 1919, când unul dintre descoperitorii virusurilor bacteriene, Felix d'Herelle , a folosit un preparat cu fagi pentru a combate holera de pui. În același timp, în Spitalul Necker din Paris , un copil a fost tratat cu succes pentru dizenterie. În anii 1920–1930, producția de preparate fagice a fost larg consacrată în Europa și Statele Unite, dar apariția pe piață a sulfonamidelor și a antibioticelor, precum și datele de cercetare contradictorii din acei ani privind eficacitatea agenților terapeutici pe bază de bacteriofagi. , a provocat încetarea aproape completă a utilizării lor. Excepțiile din acest context au fost Polonia și Uniunea Sovietică , inclusiv fosta Georgia sovietică , unde a fost fondat în 1923 un institut specializat dedicat studiului bacteriofagelor [4] [5] . O întoarcere pe scară largă la ideea terapiei cu fagi a început în anii 1980 odată cu apariția în literatura de limbă engleză a rezultatelor studierii eficacității acesteia la animale [6] .
Gama de acțiune a multor bacteriofagi este limitată la tulpini ale unei singure specii bacteriene, iar această acțiune nu se extinde niciodată la toate variantele genetice ale unui agent infecțios. Pe de o parte, acest lucru vă permite să păstrați componentele normale ale microbiotei corpului uman. Pe de altă parte, acest lucru face obligatorie efectuarea de teste de sensibilitate de laborator atunci când se prescrie tratament și, de asemenea, implică o rafinare constantă a compoziției preparatelor fagice pe baza datelor actuale privind tulpinile de patogeni care circulă pe un anumit teritoriu [7] . Datorită faptului că compoziția preparatelor înregistrate variază, este necesar să se utilizeze fagi din aceeași serie pentru testarea și tratamentul de laborator al sensibilității [8] . Modul standard de a rezolva problema specificității înguste este de a prepara amestecuri de diferiți fagi, „cocktail-uri”. Un cocktail poate avea activitate împotriva unui tip de bacterii - „bacteriofag monovalent” sau mai multe - „polivalente”.
Preparatele fagice nu produc efecte secundare [9] [10] , dar sunt imunogene. În toate cazurile, anticorpii specifici tulpinii sunt formați în titruri semnificative la pacienți la două sau trei săptămâni după terminarea terapiei cu fagi, ceea ce duce la inactivarea fagilor. Prin urmare, la prescrierea cursurilor repetate, este necesară înlocuirea preparatelor fagice [8] . Bacteriofagii interacționează cu sistemul imunitar înnăscut prin fagocitoză și răspunsuri la citokine și, de asemenea, afectează imunitatea adaptativă influențând producția de anticorpi și activarea celulelor efectoare [11] .
La o concentrație scăzută de particule de fagi în mediu și un număr mic de bacterii sensibile, timpul caracteristic de adsorbție al fagului poate depăși timpul necesar pentru diviziunea bacteriană și există întotdeauna o anumită concentrație de prag de bacterii necesară pentru a menține populația de fagi. [4] . Utilizarea eficientă a bacteriofagelor pentru controlul creșterii bacteriene implică fie prezența unui număr suficient de bacterii sensibile, fie un titru ridicat de particule virale în preparatul utilizat [12] . În special, prezența într-un cocktail terapeutic a unui mic amestec de fagi capabil să provoace liza agentului etiologic nu garantează eficacitatea medicamentului [13] .
Bacteriile dezvoltă cu ușurință rezistență la bacteriofagi. Dar dacă moleculele peretelui celular, așa-numiții „receptori fagi” recunoscuți de viruși, sunt și ele factori de patogenitate, atunci bacteriile rezistente devin mai puțin periculoase. O listă de exemple de astfel de receptori include componente ale capsulei și pompe cu membrană [14] .
Bacterofagii virulenți diferă în proprietățile care sunt importante pentru practică, inclusiv domeniul de acțiune, durata ciclului de viață și randamentul de particule de fagi pe celulă bacteriană [14] . Unii bacteriofagi poartă gene pentru enzime care distrug biofilmele [15] . Sunt cunoscuți și bacteriofagii medicali, care pătrund slab în matricea extracelulară a biofilmelor [16] . Într-o serie de cazuri de aplicare cu succes a „terapiei compasiunii” fagice în infecțiile osteoarticulare cauzate în principal de Staphylococcus aureus formator de biofilm , tratamentul a fost precedat de igienizarea focarelor de infecție [17] .
Bacteriofagii sunt un bun adaos la terapia cu antibiotice, deoarece pătrund în celula bacteriană și o distrug prin mecanisme diferite de mecanismele de acțiune ale oricărui antibiotic, ceea ce garantează practic absența rezistenței încrucișate la fagi și antibiotice [18] [19] . Cu toate acestea, în experimentele de suprimare a creșterii Escherichia coli prin utilizarea combinată a antibioticelor de diferite clase și bacteriofage, s-a demonstrat nu numai îmbunătățirea reciprocă a acțiunii, ci și antagonismul. Prin urmare, în terapia combinată, se recomandă utilizarea unor astfel de combinații de antibiotice și bacteriofagi, în care reproducerea virusului nu depinde de sistemul celular suprimat de antibiotic [20] .
Pentru terapie, sunt utilizați numai bacteriofagi virulenți, care nu au capacitatea de a implementa ciclul de viață lizogen . Acest lucru se explică prin faptul că, în multe cazuri, fagii temperați conferă bacteriilor proprietăți de supraviețuire. Genele toxinelor care determină patogenitatea unor agenți patogeni cunoscuți precum Clostridium botulinum , Corynebacterium diphtheriae și Vibrio cholerae sunt conținute în profagi. Cazuri în care profagii conferă proprietăți patogene suplimentare gazdelor lor au fost descrise pentru bacteriile Escherichia coli , Proteus mirabilis , Proteus vulgaris , Pseudomonas aeruginosa , Salmonella typhimurium , Staphylococcus aureus și Staphylococcus pyogenes [2] . Autorii Farmacopeei de Stat a Federației Ruse, în urma experților europeni, prescriu utilizarea bacteriofagelor naturale pentru tratamentul bolilor infecțioase [7] [21] . Principiile de producție, cerințele de calitate, pentru efectuarea studiilor preclinice și clinice pentru preparatele bacteriofage existente și în curs de dezvoltare sunt stabilite în „Regulile pentru efectuarea cercetărilor privind medicamentele biologice ale Uniunii Economice Eurasiatice ” [22] . Cele mai importante cerințe pentru preparatele de fagi sunt că (1) toți virusurile utilizați trebuie să fie studiate folosind metode de secvențiere cu randament ridicat , (2) dosarul pentru preparat include date despre tulpina bacteriană pe care bacteriofagul este cultivat în producție, (3). ) este necesară purificarea lizatelor bacteriene din produsele lor reziduale, endo- și exotoxine și resturile celulare folosind metode adecvate precum ultrafiltrarea sau cromatografia de afinitate [8] .
În ianuarie 2022, 16 medicamente pe bază de bacteriofagi produse de NPO Microgen au fost înregistrate în Federația Rusă [23] . Acest număr include forme de dozare lichidă și tablete rezistente la acid. În Sankt Petersburg, Sextafag a fost folosit cu succes pentru a opri un focar nosocomial de infecție cauzat de Klebsiella pneumoniae în secția de terapie intensivă neonatală. În timp ce măsurile de rutină de control al infecției luate pentru a elimina focarul s-au dovedit ineficiente, utilizarea unui preparat de fagi a permis ca incidența infecției cu K. pneumoniae în departament să fie redusă la zero timp de o lună [24] .
Tratamentul cu bacteriofagi care nu sunt înregistrați ca medicamente se efectuează în cadrul cercetării științifice efectuate de diferite centre. De regulă, se efectuează în absența alternativelor - identificarea unui agent patogen multirezistent la antibiotice [8] . Pentru preparatele fagice preparate folosind viruși de colectare, sunt îndeplinite cerințele de calitate și siguranță [7] [25] .
Studiile clinice cu bacteriofagi, efectuate în 2012-2018 la Novosibirsk pe baza Spitalului Clinic Rutier și a Centrului pentru Noi Tehnologii Medicale, au făcut posibilă formularea cerințelor pentru „terapia compasiunii” cu fagi pentru sindromul piciorului diabetic [26] [27] . Criteriile pentru prescrierea terapiei sunt prezența unei infecții bacteriene, indicații clare pentru amputație electivă și un răspuns slab la terapia antibiotică anterioară, inclusiv terapia cu antibiotice. La prescrierea preparatelor fagice, este necesar acordul informat scris al pacientului. Astfel de tulpini de colectare de fagi obligatorii virulenți nu ar trebui să conțină secvențe care codifică toxine, așa cum este determinat de secvențierea întregului genom. Bacteriofagele aplicate focarelor de necroză în sindromul piciorului diabetic ar trebui să aibă un titru de 10 7 până la 10 10 unități formatoare de plăci pe mililitru. Dacă bacteriofagul are un titru insuficient de mare, preparatul este pregătit din nou [27] .
Prevalența rezistenței la bacteriofagi este dificil de evaluat, deoarece baza terapiei cu fagi ar trebui considerată o abordare individuală [25] , iar compoziția medicamentelor înregistrate pe bază de bacteriofagi este supusă ajustării [28] . Dacă vorbim de bacteriofagi individuali, rezistența la aceștia a tulpinilor de Enterococcus faecalis din diferite colecții de laborator este de 29-92% [29] [30] . Proporția tulpinilor rezistente de Staphylococcus aureus poate fi în intervalul 15-40% [13] [18] [31] .
În 2009–2011, prevalența tulpinilor de Staphylococcus spp. rezistente la preparatele bacteriofage comerciale care conțin o componentă stafilococică în organizațiile medicale din regiunea Nijni Novgorod a fost de 42–49%. În 2015-2016, perfecţionarea medicamentelor a făcut posibilă reducerea prevalenţei rezistenţei la acestea în rândul stafilococilor la 21% [28] . Conform datelor din 2015-2017 obținute în Rostov-pe-Don, rezistența bacteriilor oportuniste izolate de la copiii cu disbacterioză intestinală la bacteriofagii comerciali a fost în medie de 44%. Majoritatea bacteriilor oportuniste, cu excepția K. pneumoniae , au fost rezistente la Sextaphage, dar sensibile la monopreparatele fagice specifice speciei [32] .
În timpul tratamentului cu preparate fagice, în majoritatea cazurilor documentate în populația reziduală de bacterii, dacă nu este completă, a fost observată înlocuirea cel puțin parțială cu forme rezistente la fagi [33] , iar două zile de consum de droguri pot fi suficiente pentru dezvoltarea rezistenței [34] . Prin urmare, în cursul tratamentului, este logic să se monitorizeze sensibilitatea pentru a înlocui în timp util parțial sau complet a fagilor terapeutici. Adaptarea fagilor la tulpini rezistente in vitro este de asemenea considerată o măsură de combatere a rezistenței [35] . În același timp, microorganismele rezistente la bacteriofagi pot fi caracterizate printr-o rată de creștere redusă, expresie redusă a determinanților de virulență, pierderea proprietăților adezive și o durată de viață semnificativ redusă [36] . Uneori, rezistența la fagi dobândită este însoțită de o sensibilitate crescută la antibiotice. Acesta este considerat un motiv pentru a opta pentru cursuri mai lungi de terapie cu fagi, care ar trebui continuate chiar și în ciuda dezvoltării rezistenței [10] .