Микробы хорошие и плохие. Наше здоровье и выживание в мире бактерий - Джессика Снайдер Сакс

И все же даже такие критики фаговой терапии, как Проян, и такие осторожные ее сторонники, как Фискетти, готовы согласиться, что исследования в этой области могут рано или поздно привести нас к важным новым подходам к борьбе с бактериальными инфекциями. Проян как специалист по разработке лекарств считает перспективными исследования в следующем связанном с фагами направлении. Фаги заражают бактерий, пронзая доспехи бактериальной клетки в уязвимых местах, отмечает он. Так почему бы не использовать фагов в поисках новых мишеней для противомикробных препаратов? Монреальская компания PhageTech работает именно в этом направлении, анализируя крошечные геномы фагов, которые заражают стафилококков, и изучая белки, используемые этими фагами для захвата аппарата копирования генов и синтеза белков в клетках этих микробов55.

Тем временем сотрудникам лаборатории Фискетти в Рокфеллеровском университете удалось выделить некоторые из ферментов, производимых бактериальной клеткой по указке бактериофагов, когда они заканчивают размножаться у нее внутри. Эти ферменты заставляют клетку совершить что-то вроде харакири: ее оболочка разрывается и новые фаги выходят наружу, заражая другие клетки и повторяя цикл. Фискетти установил, что эти ферменты (лизины) работают ничуть не хуже, если действовать ими на бактерию снаружи. “Стоит им только соприкоснуться с бактерией, и она погибнет”, – говорит он. Более того, большинство лизинов, выделенных Фискетти, оказались веществами такого же прицельного действия, как и сами производящие их фаги. К настоящему времени ему удалось выделить лизины, эффективные против возбудителя сибирской язвы и полудюжины болезнетворных разновидностей стрептококков56. Кроме того, Фискетти показал, что эти вещества работают не только в пробирке: например, они позволяют вылечивать мышей от пневмококков – главных возбудителей ушных инфекций и бактериальной пневмонии у людей. “Возможность вылечивать детей и пожилых людей от пневмококков уже позволит спасти множество жизней и предотвратить развитие множества воспалений среднего уха”, – говорит он. Но важнее всего, наверное, то, что выделенные Фискетти пневмококковые лизины не трогают “хороших” стрептококков, таких как Streptococcus salivarius и S. vestibularis, помогающих выгонять из организма их более опасных родственников.

Использование лизинов бактериофагов вместо целых вирусов позволяет также избежать опасностей, связанных с обменом генами и иммунными реакциями. При этом иммунная система не пытается очистить организм от лизинов с их маленькими молекулами, и они могут долгое время сохраняться в тканях, подобно традиционным антибиотикам. По словам Фискетти, за те лет десять, что он работает с лизинами, ему редко доводилось сталкиваться с выработкой устойчивости к ним у бактерий. “Мы всеми силами пытались стимулировать ее выработку”, – говорит он и описывает эксперименты, в которых бактерий подвергали воздействию низких концентраций препарата, а затем искали обладателей частичной устойчивости среди выживших. “Но бактерий никогда нельзя недооценивать, – предупреждает он. – Может быть, устойчивость к лизинам им и сложнее выработать, чем устойчивость к традиционным антибиотикам. Но рано или поздно это случится”.

Что же до того, дождемся ли мы появления лизиновых антибиотиков, Фискетти надеется, что уже нашел необходимые источники финансирования, чтобы в ближайшие несколько лет начать испытания таких средств на людях. Ему помогает то, что у него уже имеется больше двадцати патентов на различные вещества, в том числе необычайно широкий патент на использование любых фаговых лизинов для профилактики инфекций путем очищения кожи, слизистых оболочек или кишечника человека от микробов, склонных вызывать неприятности57.

Наиболее перспективным направлением использования целых фагов, предсказывает Фискетти, станет применение их для уничтожения устойчивых к антибиотикам бактерий вне организмов, например в больницах и в домах престарелых. Исследователи из компании Intralytix в настоящее время разрабатывают как раз такое содержащее фагов средство для дезинфекции, действующее специфически на листерий. Этот аэрозоль, по словам Сулаквелидзе, идеально подойдет для использования на предприятиях пищевой промышленности, особенно для обеззараживания таких известных мест скопления бактерий, как системы кондиционирования воздуха и водостоки. “Даже высокие концентрации химикатов нередко не позволяют уничтожить всех бактерий в таких местах, – объясняет он. – Листерии плодятся там вновь и вновь”. В таких ситуациях целые фаги могут иметь преимущество перед их лизинами, потому что сами вирусы способны сохраняться там и размножаться, пока им есть кого заражать.

Компания Intralytix уже получила официальное разрешение на тестирование одного из дезинфицирующих средств, разработанных ее сотрудниками, на птицефабриках и начала сотрудничество с исследовательской службой Министерства сельского хозяйства США для тестирования фаговых аэрозолей и жидкостей на зараженных листериями и сальмонеллами продуктах, хотя полученные результаты оказались неоднозначными58. Другие исследовательские группы пытались применять фагов для снижения уровня бактериального загрязнения мяса. Особенно успешно такие испытания прошли фаговые аэрозоли, распыляемые на поверхность сырой говядины, свинины и мяса птицы. Не столь успешными оказались опыты по добавлению фагов в корм животных непосредственно перед забоем59.

Примерно в то же время, когда западная наука повторно открыла методы фаговой терапии, научные журналы полнились сообщениями о еще одном “естественном” средстве борьбы с микробами. Молекулы антимикробных пептидов состоят из крошечных цепочек аминокислот – как в молекулах белков, только меньше. До 1981 года их совсем не замечали среди множества более сложных бактерицидных веществ, содержащихся в слезах, слизистых выделениях и других жидкостях многоклеточного организма. Но в тот год шведский микробиолог Ханс Боман выделил два антимикробных пептида (АМП) из покоящихся куколок гигантской ночной бабочки церкопии (Hyalophora cecropia) и назвал их в ее честь церкопинами60. Церкопины, выделенные Боманом, убивали широкий набор бактерий, но оказались совершенно безвредными для небактериальных (эукариотических) клеток. Это замечательное открытие частично объясняло, как насекомые и другие беспозвоночные животные противостоят инфекциям, не имея антител, Т-клеток и ß-клеток, которыми вооружены более “адаптивные” иммунные системы высших животных. Четыре года спустя патолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Роберт Лерер открыл, что в организме человека (а вероятно, и в организмах всех других форм многоклеточной жизни) АМП тоже синтезируются. Он обнаружил их упакованными в пожирающие бактерий иммунный клетки – так называемые нейтрофилы. Лерер назвал эти человеческие АМП дефензинами61.

Идея использовать АМП в медицине в качестве противобактериальных препаратов пришла в следующем, 1986 году в голову одному сердобольному исследователю из Национальных институтов здравоохранения, имевшему привычку не убивать подопытных лягушек, у которых он извлекал икру, а оставлять их в живых и зашивать разрезы, которые для этого требовалось сделать. Майкл Заслофф изучал работу генов на удобном материале – больших и прозрачных икринках шпорцевой лягушки. Введя самке лягушки обезболивающее и хирургическим способом удалив ее икру, он тратил несколько секунд на то, чтобы наскоро зашить разрез, и выпускал лягушку обратно в мутную воду аквариума, к ее сестрам. Однажды, доставая нескольких мертвых старых лягушек из этой зеленой воды, Заслофф обратил внимание на примечательное состояние тех лягушек, которых он уже оперировал. Хотя он не только не стерилизовал свой скальпель, но и не чистил сколько-нибудь регулярно аквариум, разрезы на теле этих лягушек прекрасно заживали, без малейших признаков воспаления. Заслофф заподозрил, что в слизистой коже земноводных должна содержаться особенно сильно действующая разновидность вещества, подобного церкопинам Бомана или дефензинам Лерера.