numer 034
luty 2025
6

Czy bakteriofagi mogą pomóc w walce przeciwko wzrastającej oporności bakterii na antybiotyki?

W ostatnich dekadach problem oporności bakterii na antybiotyki stał się jednym z najpoważniejszych wyzwań zdrowia publicznego na świecie. Rosnąca liczba szczepów bakteryjnych odpornych na wiele grup antybiotyków bardzo ogranicza skuteczność dostępnych terapii. W tej sytuacji konieczne staje się poszukiwanie alternatywnych metod leczenia, a jednym z najbardziej obiecujących kierunków są badania nad bakteriofagami.
wycinki histopatologiczne
Czym są bakteriofagi?

Bakteriofagi (w skrócie fagi) to wirusy specyficznie atakujące bakterie. Są one naturalnymi pasożytami bakterii, które infekują komórki bakteryjne, prowadząc do ich zniszczenia poprzez lityczny cykl życiowy. Każdy bakteriofag ma bardzo wąski zakres gospodarzy, co oznacza, że jest zdolny do atakowania jedynie określonych gatunków lub szczepów bakterii. To unikalna cecha, która czyni je potencjalnym narzędziem w precyzyjnej terapii przeciwbakteryjnej.

Dr Katarzyna Suśniak i dr hab. Izabela Korona-Głowniak, prof. uczelni
Dr Katarzyna Suśniak i dr hab. Izabela Korona-Głowniak, prof. uczelni
Dlaczego bakteriofagi są ważne w walce z antybiotykoopornością?

Badania nad bakteriofagami przeżywają dynamiczny rozwój, szczególnie w kontekście ich potencjalnych zastosowań medycznych. Stanowią one obiecującą alternatywę w leczeniu infekcji wywołanych przez bakterie oporne na antybiotyki. Ich naturalna zdolność do niszczenia bakterii pozwala na zwalczanie patogenów, wobec których tradycyjne leki są nieskuteczne. W przeciwieństwie do antybiotyków, które często niszczą także dobroczynne bakterie, bakteriofagi działają selektywnie, atakując wyłącznie docelowy patogen. Pozwala to na minimalizację skutków ubocznych i zachowanie zdrowej mikrobioty organizmu. Podczas gdy bakterie rozwijają oporność na antybiotyki, bakteriofagi również ewoluują, dostosowując się do nowych mechanizmów obronnych bakterii. Ten dynamiczny proces może zapewnić ich długoterminową skuteczność w zwalczaniu zwłaszcza biofilmów bakteryjnych, występujących na powierzchni urządzeń medycznych lub w przewlekłych ranach. Są one trudne do usunięcia za pomocą antybiotyków. Bakteriofagi wykazały zdolność do penetrowania biofilmów i skutecznego eliminowania obecnych tam bakterii.
Dr Marzanna Ciesielka i dr Paulina Całka
Dr Marzanna Ciesielka i dr Paulina Całka
Liderem projektu, który otrzymał finansowanie z Narodowego Centrum Nauki w ramach konkursu OPUS 27, jest Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie (kierownik projektu: prof. Renata Urban-Chmiel z Katedry Prewencji Weterynaryjnej i Chorób Ptaków). Badania będą prowadzone w konsorcjum z Uniwersytetem Medycznym w Lublinie w Katedrze i Zakładzie Mikrobiologii Farmaceutycznej (dr hab. Izabela Korona-Głowniak, prof. uczelni, dr Katarzyna Suśniak) oraz Katedrze i Zakładzie Medycyny Sądowej (dr Marzanna Ciesielka, dr Paulina Całka). Planowane badania pozwolą na uzyskanie nowych, nieopisanych dotąd bakteriofagów specyficznych dla patogennych szczepów E. coli, które mogą zostać wykorzystane w badaniach aplikacyjnych jako alternatywa dla antybiotyków, a także jako potencjalne składniki preparatów przeciwbakteryjnych do leczenia zakażeń u ludzi i zwierząt. Badania te dostarczą również kompleksowej charakterystyki bakteriofagów, zarówno pod względem fenotypowym, jak i molekularnym, co będzie kluczowe dla identyfikacji fagów o silnych właściwościach litycznych. Technologia sekwencjonowania nowej generacji (NGS) zostanie wykorzystana do analizy pełnych genomów fagowych, co w ostatnich latach przyczyniło się do stworzenia szerokiego zakresu profili genowych na całym świecie, umożliwiając porównywanie sekwencji za pomocą międzynarodowych baz danych. Zaproponowane metody, obejmujące kompleksową charakterystykę bakteriofagów, stanowią istotny element epidemiologii, umożliwiając precyzyjne określenie pochodzenia bakterii oraz szczegółową charakterystykę wyizolowanych fagów.
Zaletą planowanego badania jest możliwość pozyskania nowych, dotychczas niescharakteryzowanych bakteriofagów specyficznych dla E. coli, które zostaną zgłoszone do międzynarodowej bazy mikroorganizmów i które mogą być wykorzystane w badaniach stosowanych jako potencjalne składniki preparatów przeciwbakteryjnych u ludzi i zwierząt oraz skuteczne narzędzia do eliminacji biofilmów utworzonych przez pojedyncze lub mieszane szczepy E. coli jak również do lizy biofilmów na urządzeniach medycznych czy membranach filtracyjnych.

Bakteriofagi mogą odegrać kluczową rolę w przeciwdziałaniu kryzysowi antybiotykooporności. Ich potencjał jako precyzyjnego, skutecznego i bezpiecznego narzędzia terapeutycznego sprawia, że badania w tym zakresie mają ogromne znaczenie dla przyszłości medycyny.

Przygotowała: dr hab. Izabela Korona-Głowniak, prof. uczelni
© 2022 Centrum Symulacji Medycznej UM w Lublinie