Nowa metoda dostarczania bakteriofagów do płuc chorego

Obraz przedstawia fragment histologiczny płuca myszy z komórkami płuc (DNA zabarwione na niebiesko i mikrocząsteczki z fagami zabarwione na różowo). Fot. Rachit Agarwal Garcia Laboratory
0

Nowa metoda dostarczania bakteriofagów – wirusów, które selektywnie atakują szkodliwe bakterie – mogłaby pomóc lekarzom w walce z infekcjami płuc, które zagrażają starszym pacjentom i osobom z mukowiscydozą.

Terapia fagowa jest obiecującą alternatywą dla antybiotyków, ponieważ atakuje określone patogeny, nie uszkadza organizmu człowieka i nie przyczynia się do powstawania lekooporności na antybiotyki. Jednak bakteriofagi terapeutyczne mogą być trudne w transporcie do odpowiedniego miejsca w ciele człowieka, np. do płuc chorego na mukowiscydozę.

Zespół badawczy pod kierownictwem Georgia Institute of Technology zademonstrował nową technikę depozycji, która wykorzystuje suche, porowate polimery pokryte fagami. W testach na zwierzętach, powleczone fagami cząsteczki polimeru skutecznie leczą zapalenie płuc u zakażonych myszy i znacznie obniżają poziom bakterii w zwierzęcym modelu mukowiscydozy. Technika może pewnego dnia umożliwić dostarczenie fagowego, suchego proszku za pomocą inhalatorów proszkowych bezpośrednio do płuc osób dotkniętych mukowiscydozą.

O wynikach badań możemy przeczytać w najnowszym numerze czasopisma Nature Biomedical Engineering. Badania były prowadzone przez National Institutes of Health and The Children’s Healthcare of Atlanta Pediatric Technology Center, w partnerstwie z Georgia Tech i Children’s Healthcare of Atlanta.

Terapia fagowa wzbudza coraz większe zainteresowanie świata nauki i medycyny, w związku z rosnącymi obawami o stosowanie antybiotyków. Specyficzne bakteriofagi mogą atakować bakterie takie jak Pseudomonas aeruginosa (pałeczka ropy błękitnej), które powodują pewne formy zapalenia płuc i są głównymi chorobotwórczymi bakteriami w mukowiscydozie. Aktywność fagowa jest ograniczona przez populację gospodarza, więc gdy docelowe bakterie np. Pseudomonas aeruginosa w płucach chorego na mukowiscydozę, zostaną wyeliminowane, fag znika.

Naukowcy wcześniej używali inhalatora i nebulizatora do dostarczania mokrych mieszanin fagów do płuc, ale to podejście jest nieskuteczne i niewygodne dla pacjentów (między innymi ze względu na trwałość i przechowywanie takiego roztworu). Jako alternatywę, naukowcy opracowali nośnik mikrocząstek wykonany z  materiału polimerowego. Zrobili porowate cząstki wystarczająco duże, aby uniknąć szybkiego oczyszczania przez ciało, ale wystarczająco lekkie, aby mogły być dostarczane głęboko do dolnych dróg oddechowych.

Fagi inkubuje się od razu na polimerowym podłożu, a następnie suszy. Po wprowadzeniu do płuc zwierzęcia w postaci suchego proszku, fag uaktywnia się i zaczyna atakować bakterie. W przypadku myszy zakażonych zapaleniem płuc, fagi przenoszone na cząstkach eliminowały bakterie odpowiedzialne za infekcję – podczas gdy myszy nieleczone umierały z powodu infekcji. Znaczną redukcję populacji bakterii zaobserwowano u transgenicznych myszy, których płuca symulowały warunki typowe dla mukowiscydozy.

Materiał polimerowy ulega biodegradacji i w badaniach na mysim modelu eksperymentalnym, został usunięty z organizmu (z płuc) w ciągu kilku dni. Technika ta nadawała się do walki z różnymi szczepami bakterii w biofilmie powstałym w płucach. Podczas badań nie zaobserwowano powstawania oporności bakterii na zastosowaną technikę.

Wśród kolejnych etapów badań jest teraz przetestowanie techniki dostarczania cząstek u większych zwierząt i wobec mieszanin bakterii, które często zakażają ludzi. Technika musi być również przetestowana przeciwko przewlekłym zakażeniom, które często występują u osób z mukowiscydozą.

Zostaw odpowiedź

Twoj adres e-mail nie bedzie opublikowany.