Знахідка з австралійського струмка може врятувати мільйони життів

Антимікробна резистентність (АМР) — явище, яке вже встигло похитнути досягнення сучасної медицини. Вона ускладнює лікування звичайних захворювань і робить рутинні операції набагато небезпечнішими. Одним із перспективних рішень проблеми може стати фагова терапія — використання бактеріофагів (або просто фагів), які полюють на небезпечні бактерії. Дедалі більше науковців упевнені: саме фаги можуть стати нашою «п’ятою лінією оборони», коли всі традиційні антибіотики вже безсилі.

Подорож до Меррі-Крік: пошук нового «хижого вірусу»

Історія струмка та сучасна експедиція

Меррі-Крік — невеликий потічок, що починається на півночі Мельбурна, у районі Воллан, і далі звивається містом аж до річки Ярра. Тисячі років тому тут розташовувалися табори аборигенів Вурунджері, які збирали молюсків і викопували ямс із русла струмка. Європейські колонізатори з’явилися в цій місцевості у 1835 році, коли засновник Мельбурна Джон Бетмен описав Меррі-Крік у щоденнику як «чудовий потік води».

Через майже двісті років біохімік Тревор Літгоу з Університету Монаша і його студент-аспірант приїхали до цього ж місця з іншою метою: відшукати у водоймі бактеріофаги, здатні знищувати штами бактерії Klebsiella pneumoniae. Вони набрали проби води за допомогою фляги, прикріпленої до довгої ручки, і повернулися в лабораторію, аби «нацькувати» нововіднайдені фаги на клебсієлу — небезпечну супербактерію, яка може викликати серйозні інфекції.

Клебсієла: «пріоритетний патоген»

Klebsiella pneumoniae зазвичай мирно мешкає в кишківнику людини, але за певних умов стає надзвичайно небезпечним збудником. Всесвітня організація охорони здоров’я зарахувала цей вид до «пріоритетних патогенів», а деякі вчені називають його «супербактерією», оскільки він здатен виробляти стійкість навіть до найсильніших антибіотиків.

Сподіваючись знайти фаг, перед яким клебсієла буде безпорадною, Літгоу та його команда змішали культуру бактерії із зразками з Меррі-Крік. Результатом став несподіваний успіх: науковці виявили фага зі «шпичастим нашийником і павукоподібними лапками», який знищує Klebsiella pneumoniae. Традиційні власники землі дали йому назву Merri-merri-uth nyilam marra-natj — «небезпечний хованець Меррі».

Антимікробна резистентність: як ми потрапили в таку халепу?

Починаючи з відкриття пеніциліну в 1920-х роках, антибіотики стали одним із найважливіших винаходів у медицині. Вони рятували мільйони життів і значно зменшували смертність від інфекцій. Проте вже в 1960-х роках дослідники помітили, що бактерії вміють «винаходити» засоби оборони проти цих препаратів, змінюючи свою ДНК так, аби вижити.

Основними причинами прискореного розвитку стійкості вважають:

1. Надмірне призначення антибіотиків людям. Третина жителів Австралії щороку отримує принаймні один протимікробний препарат, що призводить до мільйонів виписаних рецептів.
2. Застосування антибіотиків у сільському господарстві. Їх використовують, зокрема, для стимуляції росту худоби, тож бактерії отримують ідеальні умови для еволюції.
3. Недотримання належного контролю за поширенням інфекцій. У світі чимало місць, де санітарні умови та медична інфраструктура залишаються на низькому рівні.

За даними ВООЗ, через АМР звичайні операції та процедури, як-от хіміотерапія, стають ризикованішими, а щороку понад мільйон людей у всьому світі помирає від інфекцій, які не піддаються лікуванню стандартними ліками. До 2050 року ця цифра може перевищити вісім мільйонів.

Фаги: просте рішення складної проблеми?

Природні «знищувачі» бактерій

Бактеріофаги — це віруси, які спеціалізуються на інфікуванні бактерій. Вони зустрічаються буквально скрізь — від глибоких океанських западин і гарячих джерел до поверхні вашої шкіри. Під мікроскопом фаги можуть виглядати як «пухнасті кульки» чи навіть «маленькі інопланетяни» з ніжками.

Механізм дії досить простий: фаг прикріплюється до бактеріальної клітини та впорскує всередину свій генетичний матеріал. Потрапивши у бактерію, він перетворює її на «фабрику» виробництва нових фагів. Зрештою бактеріальна клітина лопається, а сотні чи тисячі нових фагів виходять назовні й шукають наступну жертву.

Досвід із різних куточків світу

Дослідники знаходять фаги не лише у струмках Австралії. У стічних водах Бангкока виявили вірус, який вбиває Staphylococcus aureus, а в морі біля Південної Кореї знайшли фаг, що атакує Pseudomonas aeruginosa — бактерію, небезпечну для пацієнтів із муковісцидозом.

Науковці називають такі експедиції «полюванням на п’яту лінію оборони» проти супербактерій. Адже розробка нових антибіотиків іде повільно й часто невигідна фармкомпаніям, бо прибутки від антибіотиків набагато менші, ніж від препаратів проти раку чи серцево-судинних хвороб.

Приклади успіху: від Грузії до США

Історія Томa Паттерсона

Одним із яскравих прикладів порятунку за допомогою фагів є випадок Тома Паттерсона у США. У 2015 році під час відпустки в Єгипті він підхопив мультирезистентний штам Acinetobacter baumannii. Антибіотики не допомагали, і лікарі були готові змиритися з фатальним результатом. Тоді дружина Паттерсона, епідеміолог Стеффані Стратді, разом із медичною командою вирішила застосувати фаги. Це спрацювало — він вижив і став першим американським пацієнтом, якого успішно пролікували фаготерапією.

Клініка в Тбілісі

Фагова терапія має глибоке історичне коріння, зокрема у Грузії. Інститут бактеріофагів, мікробіології та вірусології Джорджа Еліави в Тбілісі працює з 1920-х років і виробляє фагові препарати, які продаються без рецепта. У США, ЄС, Австралії та більшості західних країн фагова терапія дотепер залишається експериментальною. Пацієнти можуть отримати таке лікування лише в «винятковому порядку» за спеціальними схемами доступу.

Клінічні випробування та стандартизація

Сьогодні у світі триває понад 90 клінічних досліджень, які вивчають безпечність і дієвість фагової терапії проти складних і резистентних інфекцій (зокрема у випадках муковісцидозу чи хронічних інфекцій сечових шляхів). В Австралії проводять дослідження Stamp, мета якого — стандартизувати способи введення фагів і визначити, як вони взаємодіють із людським організмом.

Як зазначає педіатр-інфекціоністка Амене Хатамі, головна ідея полягає не лише в пошуку універсального фага, а й у чіткому розумінні механізмів його взаємодії з мікробіомом, правил дозування та контролю за можливою стійкістю до фагів.

Що далі?

1. Вакцинація як стратегія. Вакцини можуть знизити поширення інфекцій і, відповідно, потребу в антибіотиках. Доведено, що щеплення проти грипу зменшує частоту призначення антибіотиків, а розробка нових вакцин проти бактерій (на кшталт клебсієли чи туберкульозу) здатна вберегти сотні тисяч життів.
2. Покращення санітарних умов. У регіонах із низьким рівнем доходу та слабкою медичною інфраструктурою стійкість до антимікробних засобів розвивається швидше. Потрібні глобальні програми контролю, належна гігієна та доступні аналізи.
3. Поєднання методів. Багато науковців наголошують: фаги не стануть панацеєю від усіх інфекцій, але можуть слугувати додатковим інструментом — особливо там, де антибіотики не діють.
4. Запобігання інфекціям. Біохімік Тревор Літгоу підкреслює, що найефективніший спосіб зупинити хвилю АМР — не допустити поширення хвороб. Менше заражень — менше шансів для стійких патогенів загрожувати життю.

Погляд у майбутнє

Антимікробна резистентність — це загроза, з якою людство зіткнеться все частіше. Зміна клімату та екстремальні погодні події створюють іще сприятливіші умови для поширення резистентних мікробів. Проте з’являються нові рішення: розробка вакцин нового покоління, покращення контролю за інфекціями, розумне використання антибіотиків та — що особливо цікаво — відкриття й упровадження фагів.

Хоча фагова терапія потребує регуляторного визнання й масштабних випробувань, перші успіхи, як-от порятунок Тома Паттерсона, доводять її перспективність. «Мікроорганізми не визнають державних кордонів», — нагадує Амене Хатамі. Тому лише глобальна співпраця, достатнє фінансування досліджень і комплексний підхід до запобігання та лікування інфекцій зможуть уповільнити наростання кризи.

Людство винахідливе і вже не раз доводило, що вміє долати складні виклики. Тож, імовірно, фаги, ці найсмертоносніші «мисливці» на бактерії, стануть нашим союзником у битві, де на кону здоров’я й життя мільйонів людей.