استفاده از فاژها برای از بین بردن باکتری ها
بر خلاف نامشان، باکتریوفاژها طعمه خود را نمی خورند، بلکه آن را آلوده می کنند. به دلیل فراوانی حیات باکتریایی، فاژها فراوان ترین موجودات روی زمین هستند.
فاژها بیشتر شبیه تلاقی بین یک فضاپیمای قمری و یک عنکبوت هستند. سری ایکوساهدر شکل که ژنوم آنها را نگه می دارد به دنباله ای از پروتئین ها متصل است که به دم شاخه منتهی می شود. هنگامی که دم با یک گیرنده مناسب در دیواره سلولی باکتری مواجه می شود، فاژ را به قربانی خود متصل می کند و به ژنوم اجازه می دهد تا وارد میزبان جدید خود شود.
دو سرنوشت احتمالی در انتظار باکتری بدشانسی است که توسط فاژ به دام می افتد. فاژهای “لیزوژنیک” ژنوم خود را وارد ژنوم میزبان می کنند و آن را با محموله DNA ویروسی جدید خود آلوده می کنند. با این حال، اگر فاژ از نوع “لیتیک” باشد، دستگاه سلولی میزبان را می رباید تا از خودش کپی کند. این نوع فاژها به تکثیر خود ادامه می دهند تا زمانی که در طی این فرآیند باکتری ها را از بین ببرند. این نوع دوم فاژی است که پزشکان به آن علاقه دارند.
فاژ به عنوان آنتی بیوتیک زنده دارای چندین مزیت است، حداقل در تئوری. از آنجایی که آنها می توانند خود را تکثیر کنند، دوزهای اولیه می توانند نسبتاً کوچک باشند. همچنین، برخلاف آنتی بیوتیک های شیمیایی، آنها می توانند مانند طعمه خود تکامل یابند و احتمالاً توانایی باکتری ها برای ایجاد مقاومت را کاهش دهند. علاوه بر این، تفاوت های بی شمار بین یک سلول انسانی و یک سلول باکتری به این معنی است که فاژها بعید است به خود بیمار آسیب برسانند.
یک قرن پیش، فاژها امیدوارکننده ترین ابزار در زرادخانه ضد باکتری بودند. فلیکس درلیک میکروبیولوژیست در انستیتو پاستور پاریس، در سال 1919 از فاژها برای درمان اولین بیمار پس از مصرف یک دوز از آنها استفاده کرد تا مطمئن شود که هیچ اثر مضری ندارند. یکی از همکارانش دانشمند جوان گرجی به نام جورج الیوا او به وطن خود بازگشت و مؤسسه ای را تأسیس کرد که اکنون نام او را به خود اختصاص داده است.
اما با کشف پنی سیلین به عنوان اولین آنتی بیوتیک در سال 1928، علاقه به فاژها از بین رفت. تولید پنی سیلین در طول جنگ جهانی دوم افزایش یافت و فاژها را از بین برد. این منجر به کمبود داده های تجربی با کیفیت بالا در مورد استفاده از فاژها در انسان شده است (اولین و تاکنون تنها کارآزمایی بالینی فاژها در انگلستان در سال 2009 تکمیل شد و به این نتیجه رسید که فاژها در برابر عفونت گوش ایمن و مؤثر هستند. ).
داده های موجود نشان می دهد که فاژها برای انسان مضر نیستند. چهار بررسی موجود که همگی از سال 2020 منتشر شدهاند، نرخ بسیار پایینی از عوارض جانبی را نشان میدهند (محققان در این مطالعات خاطرنشان میکنند که میزان عوارض جانبی آنتیبیوتیکها میتواند تا 20 درصد باشد).
با این حال، نحوه عملکرد فاژها در درمان عفونت ها کاملاً مشخص نیست. در حالی که شواهد حکایتی امیدوارکننده پراکنده ای وجود دارد، آژانس های نظارتی به آزمایشات بالینی رسمی و بزرگ نیاز دارند. گزارشی که سال گذشته توسط گروهی از متخصصان منتشر شد به این نتیجه رسید که فاژها به دلیل کمبود اطلاعات برای استفاده بالینی آماده نیستند.
البته این بلاتکلیفی نتوانسته موج گردشگری پزشکی به مرکز فاژ درمانی بنیاد اولیوا را متوقف کند. این مرکز سالانه بیش از 500 بیمار خارجی را درمان می کند. اکثر آنها، مانند آقای راد، 4300 دلار برای دو هفته درمان در محل و یک بطری فاژ برای استفاده در خانه برای چندین ماه پرداخت می کنند. بیمارانی از بیش از 80 کشور دنیا به این کلینیک مراجعه کرده اند.
درمان شامل سه مرحله است. اولین قدم این است که دقیقاً مشخص شود کدام باکتری عامل بیماری است. شناسایی صحیح مهم است زیرا برخی از فاژها در ناحیه مورد نظر بسیار خاص هستند و ممکن است اثرات متفاوتی روی دو باکتری از یک گونه داشته باشند. دوم اینکه فاژی باید پیدا شود که بتواند با موفقیت به باکتری مورد نظر حمله کند. گاهی اوقات می توان این کار را با جستجو در کتابخانه های فاژ موجود انجام داد، که الیوا یکی از بزرگترین کتابخانه های فاژ در جهان را دارد.
با این حال، گاهی اوقات محققان باید فاژ مناسب را پیدا کنند. ایده این است که فاژ را در همان جایی که میتوانیم باکتریهای آلوده کننده را پیدا کنیم، جستجو کنیم. در عمل، این اغلب شامل کار پرزحمت بررسی ضایعات انسانی و بیمارستانی میشود، زیرا اینها منابع قابل اعتماد باکتریهای مقاوم هستند (و همچنین رودخانههای شهری مانند رودخانه کورا، که از کنار محوطه موسسه الیوا، یکی از منابع میگذرد. برای یافتن فاژها استفاده می شود.
در نهایت، فاژها باید به رشد تشویق شوند و سپس خالص شوند. اگرچه تعداد آزمایشگاههایی که میتوانند بخشهایی از این فرآیند را انجام دهند در حال افزایش است، رئیس بنیاد الیوا میگوید که مؤسسه او تنها مکانی است که میتواند کل فرآیند را از تجزیه و تحلیل باکتریها تا تجویز فاژ انجام دهد.
اما حوزه فاژ درمانی در حال گسترش است. آزمایشات بالینی بیشتری برای فاژ درمانی در سه سال گذشته نسبت به دو دهه گذشته در سراسر جهان آغاز شده است (نمودار زیر را ببینید).