Бактеріофаги з туалетів здатні врятувати людські життя.

Британський репортер виявив у своєму санвузлі віруси, що споживають бактерії та мають потенціал для лікування інфекцій, стійких до антибіотиків.

Британський журналіст-науковець Джеймс Галлахер зробив несподіване відкриття у своєму туалеті — він виявив віруси, які можуть стати рятівниками в боротьбі з інфекціями. Ці мікроорганізми, відомі як бактеріофаги або просто фаги, здатні знищувати бактерії, замість того щоб атакувати людський організм.

На відміну від відомих вірусних "лиходіїв" як COVID-19, грип, норовірус, герпес, вітрянка чи кір, бактеріофаги не цікавляться проникненням у наші тіла. Натомість вони живляться бактеріями, що робить їх потенційними союзниками у боротьбі з інфекціями, включаючи супербактерії, які стають невиліковними.

Команда проєкту Phage Collection Project надіслала Галлахеру пробірки для збору зразків разом з рукавичками. Завдання виявилося на диво простим -- потрібно було знайти брудну воду, чим брудніша, тим краще, занурити пробірки та закрутити кришку. Журналіст спробував кілька ставків, рідину з контейнера для компостування черв'яків, а потім вирішив взяти найбруднішу пробу. Він не змивав воду в туалеті після відправлення природних потреб і залишив на кілька годин, після чого взяв зразок, дотримуючись суворих правил гігієни.

Три дні по тому Галлахер приїхав до Університету Саутгемптона, щоб дослідити вміст своїх зразків. "Коли я їх отримала, вони виглядали трохи забрудненими", — поділилася фаговий науковець Мішель Лін, одягаючи синій лабораторний халат і рукавички перед входом до мікробіологічної лабораторії з другим рівнем захисту.

Зразки, які були витягнені з холодильника, виглядали значно охайніше після процесу фільтрації, що усунула всі залишки. Фільтрація – це початковий етап у пошуках фагів. Далі їм пропонують "вечерю" у вигляді коктейлю смачних бактерій, щоб сприяти їх розмноженню.

Найбільш захоплююча частина процесу полягає в пошуку корисного фага. Дослідники співпрацюють із місцевою лікарнею для збору зразків бактерій у пацієнтів, які страждають від ускладнених інфекцій. Мішель взяла чашку Петрі, в якій розвивалися бактерії від пацієнта, що страждає від хворобливих повторних інфекцій сечовивідних шляхів.

На здивування Галлахера, один із фагів, відібраних з його туалету, виявився здатним знищити цю інфекцію в лабораторних умовах. "Можна визначити, що фаг вразив бактерії, за допомогою ділянок, де бактерії не розвиваються, оскільки вони були знищені фагом," — говорить Мішель.

У чашці Петрі можна побачити візерунок, схожий на плями леопарда, де фаги легко впоралися з бактеріальною інфекцією, з якою сучасна медицина мала труднощі. "Як би божевільно це не звучало, молодець зразку з туалету", -- каже Мішель з великим задоволенням.

Коли Галлахеру запропонували придумати назву для фага, він, звичайно ж, вирішив назвати його на свою честь – Галлахер-фаг. "Це звучить просто чудово!" – з усмішкою відповіла Мішель.

Доцент доктор Франклін Нобрега підтвердив, що цей фаг може бути використаний для терапії пацієнтів. "Так, я на це сподіваюся", — зазначає він, вивчаючи мікроскопічні зображення фага. "Ми змогли отримати ваш фаг у високій концентрації всього за 24 години, і він виявився надзвичайно ефективним в боротьбі з бактеріями, що відкриває дуже обнадійливі перспективи для лікування пацієнтів".

Фаги нагадують місячний посадковий модуль -- велика капсула на тонких ніжках. Замість посадки на поверхню Місяця вони використовують свої ніжки для вибору жертви. Потім вони захоплюють бактерію і перетворюють її на масове виробництво нових фагів, які вибухають зсередини господаря, вбиваючи його у процесі.

Фаги володіють як позитивними, так і негативними сторонами. Вони здатні розмножуватися під час взаємодії з бактеріями, що дозволяє уникнути необхідності у постійних дозах, на відміну від традиційних ліків. Проте, фаги мають специфічні вимоги до своїх «жертв» — необхідно точно підібрати фаг до конкретного штаму бактерій, тоді як антибіотики часто вбивають широкий спектр мікроорганізмів. Це ускладнює процес пошуку відповідного фага, але у випадку успіху, лікування може супроводжуватися меншими ризиками побічних ефектів.

Доктор Нобрега зазначає, що використання фагів для лікування інфікованих ран є "дуже ефективним підходом", оскільки їх можна безпосередньо наносити на уражену ділянку. Крім того, фаги можна вводити через небулайзер для терапії легеневих інфекцій або для боротьби із запаленнями сечовивідних шляхів.

Фагова наука, незважаючи на те, що може здаватися сучасною та інтригуючою, насправді має столітню історію, що бере початок з відкриттів Фелікса д'Ерелля та Фредеріка Творта у 1910-х роках. Бактеріофагова терапія зарекомендувала себе як важлива галузь медицини, а сама концепція виявилася надзвичайно переконливою. Навіть у 1940-х роках у західних країнах існувала активна фармацевтична індустрія, що намагалася розробити фагову терапію для боротьби з бактеріальними інфекціями.

Проте незабаром це стало менш важливим на фоні революційних препаратів, які з'явилися в двадцятому столітті. "Антибіотики виявилися настільки ефективними, що багато хто почав думати: "навіщо взагалі хвилюватися?"", — зазначає доктор Нобрега.

Дослідження фагової терапії тривали в ряді країн, зокрема в Грузії, де зафіксовано численні свідчення її ефективності. Проте, варто зазначити, що рівень медичних досліджень і клінічних випробувань у цій сфері не досягає глибини, притаманної традиційним лікарським засобам.

Проте, як перші успіхи антибіотиків зменшили інтерес до досліджень фагів, так і нинішні проблеми з антибіотиками знову викликають зацікавленість у їхньому потенціалі. Щорічно понад мільйон людей вмирає від інфекцій, викликаних стійкими до лікування мікробами, що стало відомим як "тиха пандемія". За прогнозами, до 2050 року ця кількість може зрости до 10 мільйонів загиблих на рік.

Цей "антибіотичний апокаліпсис" призведе до того, що звичайні інфекції знову стануть небезпечними і здатними загрожувати сучасній медицині. Антибіотики також відіграють важливу роль у таких процедурах, як трансплантація органів, відкрита хірургія та хіміотерапія.

Професор Пол Елкінгтон, директор інституту медичних інновацій Університету Саутгемптона, каже, що прогнози щодо стійкості до антибіотиків дуже лякають, але реальність у тому, що ми бачимо це зараз і буде тільки гірше. Він також лікар, що спеціалізується на легеневій медицині, і вже дійшов до точки, коли після року лікування та звернення до все більш токсичних і менш ефективних антибіотиків "зрештою доводиться мати розмову і сказати: ми не можемо лікувати цю інфекцію, нам дуже шкода".

Фагова терапія стала доступною у Великій Британії з гуманітарних причин, коли інші лікувальні підходи виявилися неефективними. Регуляторний орган, що відповідає за ліки, представив свої перші офіційні рекомендації, спрямовані на сприяння розвитку фагової терапії.