Бактериофаги в фармации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пермская государственная фармацевтическая академия

Кафедра промышленной технологии лекарств с курсом биотехнологии

Реферат

На тему: «Бактериофаги в фармации»



Оглавление

Вступление

1. Бактериофаги. Их роль в биосфере

2. Взаимодействие бактериофага с бактериальными клетками

3. Жизненный цикл

4. Систематика бактериофагов

5. Применение в медицине

6. Практическое значение бактериофагов

7. Основные стадии развития и простейшие методы исследования бактериофагов

8. Преимущества бактериофаговых препаратов

Список источников информации



Вступление

Английский бактериолог Фредерик Туорт в статье 1915 года описал инфекционную болезнь стафилококков, инфицирующий агент проходил через фильтры, и его можно было переносить от одной колонии к другой.

Независимо от Фредерика Туорта французско-канадский микробиолог Феликс Д'Эрель 3 сентября 1917 год сообщил об открытии бактериофагов. Наряду с этим известно, что российский микробиолог Николай Фёдорович Гамалея ещё в 1898 году, впервые наблюдал явление лизиса бактерий (сибиреязвенной палочки) под влиянием перевиваемого агента.

После открытия явлений бактериофагии Д'Эрелль развил учение о том, что бактериофаги патогенных бактерий, являясь их паразитами, играют большую роль в патогенезе инфекций, обеспечивая выздоровление больного организма, а затем создания специфического иммунитета. Это положение привлекло к явлению бактериофагии внимание многих исследователей, которые предполагали найти в фагах важное средство борьбы с наиболее опасными инфекционными болезнями человека и животных.

Также Феликс Д'Эрель выдвинул предположение, что бактериофаги имеют корпускулярную природу. Однако только после изобретения электронного микроскопа удалось увидеть и изучить ультраструктуру фагов. Долгое время представления о морфологии и основных особенностях фагов основывались на результатах изучения фагов Т-группы -- Т1, Т2,…, Т7, которые размножаются на Е. coli (кишечная палочка) штамма B. Однако с каждым годом появлялись новые данные, касающиеся морфологии и структуры разнообразных фагов, что обусловило необходимость их морфологической классификации.



1. Бактериофаги. Их роль в биосфере

Бактериофаги (фаги) (от др.-греч. ???? -- «пожираю») -- вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки. Чаще всего бактериофаги размножаются внутри бактерий и вызывают их лизис. Как правило, бактериофаг состоит из белковой оболочки и генетического материала одноцепочечной или двуцепочечной нуклеиновой кислоты (ДНК или, реже, РНК). Размер частиц приблизительно от 20 до 200 нм.

Бактериофаги представляют собой наиболее многочисленную, широко распространенную в биосфере и, предположительно, наиболее эволюционно древнюю группу вирусов. Приблизительный размер популяции фагов составляет более 1030 фаговых частиц.

В природных условиях фаги встречаются в тех местах, где есть чувствительные к ним бактерии. Чем богаче тот или иной субстрат (почва, выделения человека и животных, вода и т. д.) микроорганизмами, тем в большем количестве в нём встречаются соответствующие фаги. Так, фаги, лизирующие клетки всех видов почвенных микроорганизмов, находятся в почвах. Особенно богаты фагами черноземы и почвы, в которые вносились органические удобрения.

Бактериофаги выполняют важную роль в контроле численности микробных популяций, в автолизе стареющих клеток, в переносе бактериальных генов, выступая в качестве векторных «систем».

Действительно, бактериофаги представляют собой один из основных подвижных генетических элементов. Посредством трансдукции они привносят в бактериальный геном новые гены. Было подсчитано, что за 1 секунду могут быть инфицированы 1024 бактерий. Это означает, что постоянный перенос генетического материала распределяется между бактериями, обитающими в сходных условиях.

Высокий уровень специализации, долгосрочное существование, способность быстро репродуцироваться в соответствующем хозяине способствует их сохранению в динамичном балансе среди широкого разнообразия видов бактерий в любой природной экосистеме. Когда подходящий хозяин отсутствует, многие фаги могут сохранять способность к инфицированию на протяжении десятилетий, если не будут уничтожены экстремальными веществами либо условиями внешней среды.

2. Взаимодействие бактериофага с бактериальными клетками

По характеру взаимодействия бактериофага с бактериальной клеткой различают вирулентные и умеренные фаги. Вирулентные фаги могут только увеличиваться в количестве посредством литического цикла. Процесс взаимодействия вирулентного бактериофага с клеткой складывается из нескольких стадий: адсорбции бактериофага на клетке, проникновения в клетку, биосинтеза компонентов фага и их сборки, выхода бактериофагов из клетки.

Первоначально бактериофаги прикрепляются к фагоспецифическим рецепторам на поверхности бактериальной клетки. Хвост фага с помощью ферментов, находящихся на его конце (в основном лизоцима), локально растворяет оболочку клетки, сокращается и содержащаяся в головке ДНК инъецируется в клетку, при этом белковая оболочка бактериофага остается снаружи. Инъецированная ДНК вызывает полную перестройку метаболизма клетки: прекращается синтез бактериальной ДНК, РНК и белков. ДНК бактериофага начинает транскрибироваться с помощью собственного фермента транскриптазы, который после попадания в бактериальную клетку активируется. Синтезируются сначала ранние, а затем поздние иРНК, которые поступают на рибосомы клетки-хозяина, где синтезируются ранние (ДНК-полимеразы, нуклеазы) и поздние (белки капсида и хвостового отростка, ферменты лизоцим, АТФаза и транскриптаза) белки бактериофага. Репликация ДНК бактериофага происходит по полуконсервативному механизму и осуществляется с участием собственных ДНК-полимераз. После синтеза поздних белков и завершения репликации ДНК наступает заключительный процесс -- созревание фаговых частиц или соединение фаговой ДНК с белком оболочки и образование зрелых инфекционных фаговых частиц.

Продолжительность этого процесса может составлять от нескольких минут до нескольких часов. Затем происходит лизис клетки, и освобождаются новые зрелые бактериофаги. Иногда фаг инициирует лизирующий цикл, что приводит к лизису клетки и освобождению новых фагов. В качестве альтернативы фаг может инициировать лизогенный цикл, при котором он вместо репликации обратимо взаимодействует с генетической системой клетки-хозяина, интегрируясь в хромосому или сохраняясь в виде плазмиды. Таким образом, вирусный геном реплицируется синхронно с ДНК хозяина и делением клетки, а подобное состояние фага называется профагом. Бактерия, содержащая профаг, становится лизогенной до тех пор, пока при определенных условиях или спонтанно профаг не будет стимулирован на осуществление лизирующего цикла репликации. Переход от лизогении к лизису называется лизогенной индукцией или индукцией профага. На индукцию фага оказывает сильное воздействие состояние клетки хозяина предшествующее индукции, также как наличие питательных веществ и другие условия, имеющие место быть в момент индукции. Скудные условия для роста способствуют лизогенному пути, тогда как хорошие условия способствуют лизирующей реакции.

Очень важным свойством бактериофагов является их специфичность: бактериофаги лизируют культуры определенного вида, более того, существуют так называемые типовые бактериофаги, лизирующие варианты внутри вида, хотя встречаются поливалентные бактериофаги, которые паразитируют в бактериях разных видов.



3. Жизненный цикл

Умеренные и вирулентные бактериофаги на начальных этапах взаимодействия с бактериальной клеткой имеют одинаковый цикл.

Адсорбция бактериофага на фагоспецифических рецепторах клетки.

Инъекция фаговой нуклеиновой кислоты в клетку хозяина.

Совместная репликация фаговой и бактериальной нуклеиновой кислоты.

Деление клетки.

Далее бактериофаг может развиваться по двум моделям: лизогенный либо литический путь.

Умеренные бактериофаги после деления клетки находятся в состоянии профага (Лизогенный путь).

Вирулентные бактериофаги развиваются по Литической модели:

Нуклеиновая кислота фага направляет синтез ферментов фага, используя для этого белоксинтезирующий аппарат бактерии. Фаг тем или иным способом инактивирует ДНК и РНК хозяина, а ферменты фага совсем расщепляют её; РНК фага «подчиняет» себе клеточный аппарат синтеза белка.

Нуклеиновая кислота фага реплицируется, и направляет синтез новых белков оболочки. Образуются новые частицы фага в результате спонтанной самосборки белковой оболочки (капсид) вокруг фаговой нуклеиновой кислоты; под контролем РНК фага синтезируется лизоцим.

Лизис клетки: клетка лопается под воздействием лизоцима; высвобождается около 200--1000 новых фагов; фаги инфицируют другие бактерии.



4. Систематика бактериофагов

Большое количество выделенных и изученных бактериофагов определяет необходимость их систематизации. Классификация вирусов бактерий претерпевала изменения: основывалась на характеристике хозяина вируса, учитывались серологические, морфологические свойства, а затем строение и физико-химический состав вириона.

В настоящее время согласно Международной классификации и номенклатуре вирусов бактериофаги, в зависимости от типа нуклеиновой кислоты разделяют на ДНК- и РНК- содержащие.

По морфологическим характеристикам ДНК-содержащие фаги выделены в следующие семейства: Myoviridae, Siphoviridae, Podoviridae, Lipothrixviridae, Plasmaviridae, Corticoviridae, Fuselloviridae, Tectiviridae, Microviridae, Inoviridae Plectovirus и Inoviridae Inovirus.

РНК-содержащие: Cystoviridae, Leviviridae.

5. Применение в медицине

Одной из областей использования бактериофагов является антибактериальная терапия, альтернативная приёму антибиотиков. Например, применяются бактериофаги: стрептококковый, стафилококковый, клебсиеллёзный, дизентерийный поливалентный, пиобактериофаг, коли, протейный и колипротейный и другие.

Бактериофаги применяются также в генной инженерии в качестве векторов, переносящих участки ДНК, возможна также естественная передача генов между бактериями посредством некоторых фагов (трансдукция).

Фаговые векторы обычно создают на базе умеренного бактериофага, содержащего двухцепочечную линейную молеклул ДНК. Левое и правое плечи фага имеют все гены, необходимые для литического цикла (репликации, размножения). Средняя часть генома бактериофага (содержит гены, контролирующие лизогению, то есть его интеграцию в ДНК бактериальной клетки) не существенна для его размножения и составляет примерно 25 тысяч пар нуклеотидов. Данная часть может быть заменена на чужеродный фрагмент ДНК. Такие модифицированные фаги проходят литический цикл, но лизогения не происходит. Векторы на основе бактериофага ? используют для клонирования фрагментов ДНК эукариот (то есть более крупных генов) размером до 23 т.п.н. Причем, фаги без вставок -- менее 38 т.п.н или, напротив, со слишком большими вставками - более 52 т.п.н не развиваются и не поражают бактерии.

6. Практическое значение бактериофагов

Препараты бактериофагов применяются для диагностики, профилактики и лечения. Фагодиагностика основана на специфичности бактериофагов: видоспецифические бактериофаги лизируют только опре¬деленные виды бактерий. Более того, бактерии одного и того же вида различаются по чувствительности к разным типовым бактериофагам, Таким образом можно с помощью набора типовых бактериофагов определять фаговары стафилококков, сальмонелл, вибрионов, Фаготипирование помогает установить источник инфекции и пути передачи.

Лечебно-профилактическое действие фагов основано на их литической активности.

Для получения препарата бактериофага культуру бактерий зара¬жают бактериофагом. На следующий день лишрованную культуру фильтруют через бактериальный фильтр. К фильтрату в качестве кон¬серванта добавляют хинозол.

Для количественной характеристики бактериофагов используют такой критерий, как титр бактериофага. Титр фага можно выразить двумя показателями:

1) наибольшее разведение препарата, при котором бактериофаг лизирует соответствующие бактерии:

2) количество активных корпускул бактериофага в 1 мл препарата. Методы титрования бактериофага:

1) метод серийных разведении в пробирках с жидкой питательной

средой по Аппсльману;

2) двуслойный агаровый метод, при котором подсчитывают число негативных колоний фага на фоне сплошного роста бактерий - метод Грациа.

Готовый жидкий препарат бактериофага должен быть совершен¬но прозрачным. При кишечных инфекциях препарат применяют вмес¬те с раствором питьевой соды, так как кислое содержимое желудка разрушает бактериофаг. Препараты некоторых бактериофагов для инъекций и местного применения выпускают в ампулах. Для приема внутрь препараты бактериофагов выпускаются также в виде таблеток с кислотоустойчивым покрытием, которое в щелочной среде тонкого кишечника растворяется. В качестве покрытия применяется пектин или ацетилфталилцеллюлоза (ЛФП).

В нашей стране выпускаются препараты дизентерийного, сальмонсллезного, коли-протейпого, стафилококкового и других бактериофагов, а также наборы типовых фагов для фаготиинрования стафилококков, брюшнотифозных и других бактерий.

7. Основные стадии развития и простейшие методы исследования бактериофагов

Несмотря на чрезвычайное разнообразие бактериофагов, процедуры их исследования, за редким исключением, применимы к большинству фагов. В заводской лаборатории можно провести предварительное изучение фага с применением относительно простых методов, а затем в хорошо оснащенной специализированной лаборатории подобрать оптимальные условия для размножения фага и подвергнуть фаг подробному изучению (электронная микроскопия, анализы нуклеиновой кислоты, белков каптида и др.). Так осуществляется классификация фага и делается окончательный вывод о пути его попадания на производство. Следует предостеречь от проведения длительных работ по исследованию бактериофагов в заводских лабораториях, территориально связанных с производством. Требующиеся обычно для проведения исследований препараты фагов в высоких титрах могут стать источником новых загрязнений производства, в том числе и мутантами с расширенными спектрами литической активности.

Все основные группы микроорганизмов могут быть загрязнителями биопроизводств - бактерии, грибы, фаги. Оптимальная температура для их развития находится в пределах 24-30°, т.е. это мезофильные организмы. Споры бактерий и конидий грибов могут выносить температуру 100° С, мицелиальные грибы оказываются доминирующими среди микроорганизмов при повышенной влажности.

В производстве антибиотиков, некоторых плазмозаменителей крови (декстран), отдельных витаминов существенна роль споровых бактерий типа Вас. brevis, Вас. subtilis, попадающих в ферментеры с загрязненным воздухом. Как правило, в этих случаях имеет место негерметичность аппаратуры или попадание в ферментеры нестерильного наружного воздуха из-за его плохой очистки. С неочищенным воздухом в ферментеры могут попасть и фаги, приводящие к лизису чувствительные культуры. При этом не исключаются случаи активации профагов в лизогенных культурах с последующей гибелью продуцента от вегетирующего фага. Применительно к процессам ферментации вероятность проскока таких микроорганизмов в ферментеры находится в пределах 1:1000-1:100 000.

Грамотрицательные бактерии из группы Escherichia coli и Pseudomonas sp. могут попасть в ферментеры с нестерильной водой. В этой связи необходимо следить за тем, чтобы сварные швы в трубопроводах и аппаратах не давали течи; чтобы гладкие поверхности фланцевых соединений оставались неповрежденными и имели резиновые прокладки. Ферментационные аппараты должны всегда иметь избыточное давление в процессе эксплуатации. В противном случае возможны подсосы нестерильного воздуха через сальники вентилей и валов мешалок. Необходимо тщательно следить за выхлопными линиями ферментеров, через которые может проникать в них грамотрицательная подвижная флора.

Дрожжевые организмы могут быть в культуральной жидкости вследствие недостаточной стерилизации питательной среды, содержащей, например, кукурузный экстракт, весьма благоприятный для развития названных организмов.

Железобактерии Gallionella ferruginea оказываются причиной коррозии, например, канализационных систем. Коррозия сооружений из железистых металлов, меди, свинца, цинка происходит более интенсивно в плохо аэрируемых почвах с большим содержанием растворимых солей и выраженной кислотностью. Анаэробные почвы оказываются подходящими для роста сульфатредуцирующих бактерий, и они, как правило, имеют низкий окислительно-восстановительный потенциал.

В любых видах микробиологической порчи материалов или объектов важнейшим фактором является влажность, вне которой не происходит развития микробов. Поддержание относительной влажности на уровне 50-70% предотвращает развитие микрофлоры на различных материалах и объектах. бактериофаг микробный клетка лечебный

Следует помнить, что микробной порче могут подвергаться самые различные объекты, ферментационные среды, готовые продукты медицинского, пищевого и другого назначения, деревянные и металлические сооружения и изделия, пластические массы, резина, лакокрасочные материалы, оптические приборы и т.д. Следовательно, во всех отраслях народного хозяйства прямо или косвенно мы имеем дело с микробами-вредителями. В основе их вредной деятельности лежит большая или меньшая метаболическая активность, когда продукты обмена веществ проявляют ту или иную агрессивность в отношении соответствующего субстрата. В биопроизводствах часто имеют дело с биомассой таких микробов, выступающих загрязнителями сред или готовых продуктов. Нередко продукты их жизнедеятельности могут явиться причиной пирогенности препаратов.

К числу пирогенно действующих веществ относятся комплексно связанные белки, жиры и углеводы (полноценные антигены), тейхоевые кислоты, фосфорилированные липополисахариды. Пирогены проходят через бактериальные фильтры, устойчивы к нагреванию и многим другим факторам внешней среды. Пути действия пирогенов (в том числе бактериальных) в макроорганизме на теплорегулирующие центры многоканальны:

Комплекс изменений, наблюдаемых после введения пирогенов в макроорганизм, характеризуется повышением температуры, вазомоторными расстройствами, нарушением обмена веществ. Хотя, например, повышение температуры тела может происходить за счет увеличения доли нефосфорилирующего окисления углеводов вследствие образования некоторыми микробами веществ-разобщителей, способных, подобно динитрофенолу, разобщать биологическое окисление и фосфорилирование (токсины стафилококков). Но это особый случай. Вот почему стерильный продукт должен быть свободным от пирогенных веществ.

Все сапрофитные формы микробов-вредителей попадают в сферу технологического процесса из природных субстратов (почва, вода, воздух). Если же речь идет о каких-либо патогенных микробах, то в этом случае источником их выступают больные люди или бактерионосители, которые незамедлительно должны быть отстранены от работы. В других случаях существенно важной является оценка пылевого источника загрязнения. Для этого необходимо учитывать возможности запыленности воздуха рабочих помещений, коридоров, транспортных средств (например, лифтов), а также запыленность стен, выступов, трубопроводов, вентиляционных труб, вспомогательных и упаковочных материалов и т.д.

Спорообразующие бактерии в загрязненном воздухе чаще относятся к группам Вас. subtilis, Вас. cereus, Вас. mesentericus, Вас. megaterium. Многие из них образуют активную пенициллиназу и прочие гидролитические ферменты. Грамотрицательные бактерии родов Escherichia, Pseudomonas, Proteus и другие (преимущественно водные обитатели) также обладают активными гидролазами, катализирующими реакции гидролиза, например, отдельных антибиотиков. Дрожжевые организмы рода Candida растут и развиваются в присутствии высоких концентраций противобактериальных антибиотиков. Из числа последних пенициллин может стимулировать их рост.

Бактериальная, дрожжевая (Bacterium, Chromobacterium, Pseudomonas, Pseudobacterium, Lactobacterium, Bacillus, Micrococcus, Streptococcus, Sarcina, Mycobacterium, Torulopsis, Pichia и др.) и плесневая микрофлора более или менее постоянно сопутствуют кормовым дрожжам при их выращивании в производственных условиях. При этом снижение выхода целевого продукта может достигать 70-80%. Организмы родов Pseudomonas, Escherichia, Bacillus полностью ингибируют продукцию токсинов анаэробными клостридиями.

Выброс во внешнюю среду воздуха и других составных частей материальных потоков, загрязненных грибами и бактериями - продуцентами антибиотиков, витаминов, белка, аминокислот или других биологически активных веществ, может привести к поражению культурных растений, пушных зверей и птицы, грибковым заболеваниям среди людей, а также болезням рыб, пчел и других насекомых. Нитчатые грибы и дрожжи как продуценты определенных веществ могут выступать причиной развития аллергии.

Для борьбы с микробами-вредителями биопроизводств используют различные мероприятия, среди которых известны:

1. Общие:

а) контроль за герметичностью технологического оборудования и систем, связанных, например, с подачей стерильного воздуха, пеногасителей и т.д.;

б) личная гигиена людей, занятых в производстве;

в) соблюдение правил санитарии и гигиены на всех участках технологического процесса;

г) квалифицированное обслуживание работающих приборов и аппаратов в целях соблюдения регламентированных процессов.

2, Специальные:

а) контроль за качеством используемой воды;

б) систематический медицинский осмотр людей, занятых в производстве;

в) санитарно-бактериологический контроль воздуха рабочих вспомогательных и других помещений, а также контроль влажности и температуры воздуха;

г) физические и химические методы борьбы с микробами-вредителями биопроизводств.

Гигиенический и санитарно-бактериологический контроль за воздухом ведут по методам, изложенным в практических курсах гигиены. Применительно к микробному обсеменению воздуха учитывают качество и количество микробов, а затем делают вывод о чистоте или загрязненности воздуха и степени его опасности для технологического процесса, а также и для работающих.

Среди физических и химических методов борьбы с микробами-вредителями биопроизводств известны многочисленные приемы и вещества, обеспечивающие определенную надежность уничтожения нежелательной микрофлоры.

Из физических методов укажем на фильтрацию (воздуха, питательных сред, культуральных жидкостей), тепловую стерилизацию (питательных сред, некоторых готовых средств), создание избыточного давления стерильного воздуха в соответствующих помещениях (например, в фасовочных отделениях медицинских препаратов для инъекций); использование стерильных халатов и масок людьми, занятыми в производстве; лиофилизация готового продукта перед хранением; использование ультрафиолетового и гамма-облучения для стерилизации соответственно помещений и флаконов.

Применительно к антимикробным агентам и их использованию существуют следующие определения:

1) статическое действие вещества, т.е. когда агент задерживает размножение клеток. Удаление его из среды сопровождается возобновлением размножения тест-объекта. В зависимости от тест-организмов говорят о бактериостати-ческом и фунгистатическом действиях антимикробных веществ;

2) цидное действие вещества, т.е. когда агент убивает чувствительный организм, который не оживает после удаления из среды этого вещества. Эффект последнего может проявиться в растворении (лизисе) клеток или, напротив, клетки остаются неповрежденными и даже продолжают оставаться «метаболически» относительно активными; цидное действие может быть как бактерицидное, так и фунгицидное.

3. Стерильность - освобождение от любых живых клеток. Стерилизация может быть достигнута химическими веществами (а также фильтрацией и облучением). Стерильный материал может содержать интактные «метаболизирующие» клетки.

4. Дезинфектант - вещество, убивающее патогенные микроорганизмы.

5. Асептичность, характеризующаяся отсутствием микробов.

Благодаря своему разрушающему (литическому) действию на бактерии фаги могут быть использованы с лечебно - профилактической целью при различных заболеваниях (дизентерия, холера, различные гнойно-воспалительные заболевания и т. д.). Наборы стандартных фагов, в том числе международные, используются для фаготипирования возбудителей ряда болезней (холеры, брюшного тифа, сальмонеллезов, дифтерии, стафилококковых и других заболеваний). Бактериофаги применяются также в генной инженерии в качестве векторов, переносящих участки ДНК, возможна также естественная передача генов между бактериями посредством некоторых фагов (трансдукция). Как правило, таким больным назначаются антибиотики. Но в связи с тем, что постоянно мутирующие бактерии приобретают устойчивость к антибиотикам, их эффективность за последние годы ослабла.

Внимание исследователей привлекли бактериофаги - вирусы, пожирающие бактерии. В отличие от антибиотиков, которые уничтожают как вредную, так и здоровую микрофлору организма, бактериофаги избирательны, под их воздействие попадают только патогенные бактерии. Как действуют бактериофаги в организме? Они проникают только в определенные клетки и взаимодействуют с их ДНК, создавая лизогенный или литический эффект. Воздействуя на микробы при литическом типе, бактериофаги уничтожают их, что позволяет им быстро размножаться. Лизогенный тип представляет собой проникновение генома фага в геном бактерии, их синтез и дальнейший переход из одного поколения в другое. Информация о бактериофагах появилась больше века назад при использовании их для лечения стафилококка. В настоящее время они широко используются для профилактики и лечения кишечных, стафилококковых, стрептококковых, тифозных и многих других инфекций. Современная медицина ищет методы, при которых используются не живые бактериофаги, а ферменты, воздействующие на патогенные бактерии лизированием.

Их применение может быть в виде назального или орального спрея, зубной пасты, продуктов питания, пищевых добавок. Эффективность применения бактериофагов состоит в отсутствии противопоказаний и осложнений, сочетаемости с другими лекарствами, активном воздействии на антибиотико-устойчивые микробы. Благодаря этим свойствам, бактериофаги оценены как препараты будущего для успешной борьбы с инфекциями.

Важнейшими достоинствами фаготерапии являются высокая чувствительность патогенной микрофлоры к бактериофагу, возможность первоначального применения небольших доз бактериофага, сочетаемость со всеми видами традиционной антибактериальной терапии, отсутствие противопоказаний к фагопрофилактике и фаготерапии. Установлено, что в природе не существуют микроорганизмы, абсолютно устойчивые к бактериофагу. Важно, что размножение бактериофага возможно лишь в присутствии чувствительных к нему бактерий. После гибели последней микробной клетки в очаге инфекционного поражения он прекращает свою активную деятельность и бесследно выводится из организма.

В связи с наблюдаемым снижением терапевтического действия антибиотиков препараты бактериофагов используются в клинической практике как альтернатива антибиотикам и в сочетании с последними. Препараты бактериофагов не уступают антибактериальным препаратам по эффективности, стимулируют местные факторы специфического и неспецифического иммунитета и не вызывают при этом побочных токсических и аллергических реакций. Бактериофаги назначают внутрь, а также используют для орошения ран, для введения в дренированные полости - брюшную, плевральную, полости пазух носа, среднего уха, абсцессов, ран, матки, мочевого пузыря. При пероральном и аэрозольном применении, а также при нанесении на поверхность слизистых оболочек бактериофаги проникают в кровь и лимфу и выводятся через почки, санируя мочевыводящие пути.

В настоящее время возобновился интерес к фаготерапии в хирургии, урологии, офтальмологии, травматологии.

Лечебно-профилактические препараты бактериофагов составлены из поликлональных вирулентных бактериофагов широкого диапазона действия, активных и в отношении бактерий, устойчивых к антибиотикам. Их выпускают в жидком виде, в таблетках с кислотоустойчивым покрытием, в виде свечей, мазей, линиментов.

Препараты бактериофагов представляют собой стерильный фильтрат бактериальных фаголизатов, их назначают внутрь, местно для орошения ран и слизистых, введения в полости матки, мочевого пузыря, уха, придаточных пазух, а также в дренированные полости - брюшную, плевральную, а также в полости абсцессов после удаления экссудата.

Бактериофаги способны быстро проникать в кровь и лимфу и выводятся через почки с мочой. Как показано в наших исследованиях, после приема 30 мл бактериофага уже через 2 часа фаговые частицы обнаруживаются в моче, а максимальная концентрация их в моче достигается через 6-8 часов после приема.

Активность лечебно - профилактических бактериофагов в отношении возбудителей гнойно-септических и энтеральных заболевании достаточно высока - от 72 % до 90%, в том числе и в отношении штаммов госпитального происхождения, характеризующихся множественной устойчивостью к антибиотикам. Соответствие препаратов бактериофагов современной атиологической структуре возбудителей достигается их постоянной адаптацией к циркулирующим штаммам за счет обновления фаговых рас и производственных бактериальных штампов. Эта особенность выгодно отличает фаги от других антимикробных препаратов - антибиотиков, эубиотиков или вакцин, где производственные штаммы или штаммы-продуценты, или синтезированное вещество не подлежат каким-либо модификациям. Такая пластичность бактериофаговых препаратов обеспечивает продолжение первичной фагоустойчивости возбудителей.

8. Преимущества бактериофаговых препаратов

К преимуществам бактериофаговых препаратов относятся узкая специфичность действия, не вызывающая, в отличие от антибиотиков, угнетения нормальной микрофлоры. Доказано стимулирующее действие стафилококкового бактериофага на бифидобактерии - важнейший компонент микробиоценоза кишечника. Использование бактериофагов для лечения инфекционных заболеваний стимулирует факторы специфического и неспецифического иммунитета, что особенно эффективно для лечения хронических воспалительных заболеваний на фоне иммунодепрессивных состояний, бактерионосительства.

Экспериментальными работами и длительными клиническими наблюдениями доказана невозможность передачи плазмид устойчивости к антибиотикам и токсигенности лечебно-профилактическими препаратами бактериофагов, потому что они являются поликлональными комплексами вирулентных бактериофагов.

В России, в странах СНГ, Польше, Франции, Испании бактериофаги широко используются в медицине и ветеринарии. Накоплен большой опыт использования бактериофагов в лечении кишечных инфекций: показана высокая клиническая эффективность фаготерапии острой и хронической дизентерии, сальмонеллезов, сопровождающихся санацией носителей. Доказана высокая эпидемиологическая эффективность профилактического применения дизентерийного, брюшнотифозного и сальмонеллезного бактериофагов, В контролируемых эпидемиологических опытах, проводившихся в дошкольных учреждениях и на промышленных предприятиях, установлено снижение уровня заболеваемости в 3 - 6 раз. Использование бактериофагов выявило хорошие результаты при лечении заболеваний, вызванных условно - патогенными бактериями, дисбактериозов, гнойных поражений кожи, ЛОР - органов, опорно-двигательного аппарата, мочеполовой системы, систем органов кровообращения и дыхания, в том числе у новорожденных и детей первого года жизни.

Важным условием, обеспечивающим результативность лечения фаговыми препаратами, является определенная фагочувствительность возбудителя.

Нагляден продолжительный опыт фаготерапии в НИИ урологии; в результате адаптации в НПО "Биофаг" коммерческих бактериофагов к госпитальным штаммам, циркулирующим в урологической клинике, фагочувствительность штаммов повысилась на 15 % и находилась на уровне и выше чувствительности к самым современным зарубежным антибиотикам. На фоне длительного использования бактериофагов в стационаре среди госпитальных штаммов не наблюдалось формирования фагоустойчивости, в то время как резистентность к антибиотикам уменьшалась. Клиническая эффективность фаготерапии наблюдалась в 92 % случаев, зачастую превосходя результаты антибиотикотерапии. Отсутствие противопоказаний и осложнений при применении препаратов бактериофагов, возможность их использования в сочетании с другими лекарственными препаратами, в том числе и с антибиотиками, активность в отношении антибиотико - резистентных штаммов и адаптация бактериофагов к современным возбудителям - все это позволяет оценить препараты бактериофагов как высокоэффективное и перспективное средство экстренной терапии гнойно - септических и энтеральных инфекций.

Однако фаги, эти "природные санитары", могут быть использованы не только для лечения, но и для профилактики инфекционных заболеваний. Их можно назначать беременным, кормящим матерям и детям любого возраста, включая недоношенных. Основным условием их успешного применения является проверка выделенной культуры на чувствительность к соответствующему фагу. Отмечена удивительная закономерность: в отличие от антибиотиков, чувствительность клинических штаммов микроорганизмов к бактериофагам стабильна и имеет тенденцию к росту, что можно объяснить обогащением лечебных препаратов новыми расами фагов. Помимо медицинского применения, бактериофаги широко используются в ветеринарии; особенно эффективен стафилококковый бактериофаг при лечении маститов у коров. Препараты бактериофага назначают внутрь при заболеваниях внутренних органов либо местно, непосредственно на очаг поражения. Действие фага проявляется уже через 2-4 часа после его введения (что особенно важно в условиях реанимации). Бактериофаги проникают в кровь, лимфу и выводятся через почки, санируя мочевыводящие пути.

За титр бактериофага при определении методом Аппельмана принимают то наибольшее разведение его, которое вызывает полное растворение соответствующих микробов. Бактериофаги выпускают, с определенными титрами, не ниже установленных, по инструкции. Так, титр брюшнотифозного бактериофага со всеми штаммами, входящими в титрование, должен быть не ниже 10-7 для штаммов, находящихся в Vi-форме, и не ниже 10-6 для штаммов, находящихся в?0-форме.

После проведения контролей бактериофаг разливается во флаконы нейтрального стекла (по 25, 50 и?100?мл), которые должны быть укупорены резиновой пробкой соответствующего размера и залиты смолкой.

Условия хранения бактериофага такие же, как и других препаратов.

Срок годности брюшнотифозного, холерного; гангренозного, стафилококкового и стрептококкового бактериофагов - один год, а дизентерийного - два года.

Помимо жидких препаратов бактериофага могут изготавливаться также сухие. Для получения их, действующее начало жидкого фаголизата осаждается сернокислым аммонием. Выпавший осадок отделяется от жидкой части, к сырой массе добавляется в качестве стабилизатора глюконат кальция (9 %), смесь тщательно растирается, замораживается при - 30 °С и высушивается под вакуумом.

Выпускается сухой фаг в виде таблеток, которые содержат стабилизированную субстанцию фаголизата, обычно применяемую таблеточную смесь (глюкозу, глюконат кальция, тальк, стеарин) и покрыты защитной кислотоустойчивой оболочкой из ацетилцеллюлозы. Одна таблетка cyxогo бактериофага соответствует 20-25 мл жидкого.

В отношении стерильности и безвредности к сухим бактериофагам предъявляются те же требования, что и к жидким. Титр сухих бактериофагов устанавливается в соответствии с их лизирующей активностью, по отношению к разным видам и типам микробов.

Применяются они в тех же случаях, что и жидкие бактериофаги. Срок годности сухих фагов - 1 год.



Список источников информации

*Ожерельева Н. Г. Краткая Медицинская Энциклопедия, М.: изд-во «Советская Энциклопедия», 1989. -- издание второе.

*Русалеев В. С., Таксономия вирусов бактерий / В. С. Русалеев // Ветеринария. -- 1990. -- № 12. -- C. 25-28.

*Микробиология : учеб. пособие / В. В. Лысак. -- Минск: БГУ, 2007. -- 430 с.

*Адамс М., Бактериофаги / М. Адамс. -- М.:Медгиз, 1961. -- 521 с.

*Гольдфарб Д. М., Бактериофагия / Д. М. Гольдфарб. -- М.: Медгиз, 1961. -- 299 с.

*Щелкунов С. Н. Генетическая инженерия / С. Н. Щелкунов. -- Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2004. -- 496 с.

Электронные ресурсы:

*Свободная энциклопедия Википедия. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Нуклеиновые_кислоты - свободный.

*«Популярно о медицине». Режим доступа: http://o-med.ru/bakteriofag.php - свободный.

*«Неклеточные формы жизни». Режим доступа: http://school188spb.narod.ru/vir_bak.htm - свободный.

Размещено на Allbest.ru

...