Em formação

Riscos na terapia de fago bacteriano


Acabei de ler o livro de J. Craig Venter, Life at the Speed ​​of Light: From the Double Helix to the Dawn of Digital Life. O livro já tem pouco mais de um ano e Venter tem uma visão otimista de que a terapia com bacteriófagos se tornará uma alternativa eficaz à terapia genética e à imunoterapia viral. Ele mencionou que o JCVI (J. Craig Venter Institute) está trabalhando em tais projetos. Outras empresas também estão pesquisando e houve progresso? Quais são os riscos esperados? Como podem ser controladas mutações fágicas nocivas e nocivas? Esse tipo de terapia pode ser aplicado ao câncer?


O Eliava Institute em Tiflis (Geórgia (um país)) está lá desde 1930. Uma empresa norte-americana vende um fago para desinfecção de carne.

O risco da fagoterapia existe: se o fago for mal escolhido ou contaminado com outro fago, pode introduzir genes patogênicos no alvo ou em outras bactérias.

Se esses riscos forem eliminados, haverá muito pouco risco na terapia fágica, exceto pelo fato de que pode não funcionar de todo. A fagoterapia é mais útil em regiões onde as bactérias são normalmente encontradas; em outros lugares, o sistema imunológico a resolverá rapidamente.

Quanto mais rápido e barato for o sequenciamento, mais eficaz se tornará a terapia. Uma vez que uma bactéria "ruim" pode ser rapidamente isolada e um "coquetel de fago" adequado pode ser preparado. Se chegarmos ao ponto em que podemos sequenciar todo o microbioma de uma pessoa, aposto que a Fagoterapia será uma coisa muito normal.

Para a sua pergunta sobre o câncer, eu acho que é bastante difícil aplicá-lo à terapia do câncer, exceto se você estiver procurando combater o câncer com uma bactéria intracelular ... mas, novamente. Como você consegue o fago para isso.

Uma excelente leitura sobre este tópico é o Livro "os bacteriófagos".


Você corre o risco de as células mortas liberarem repentinamente grandes quantidades de citocinas. Se isso ocorrer, você pode causar aumento na permeabilidade capilar e, basicamente, criar uma sepse massiva. As bactérias terão que ser mortas LENTAMENTE para evitar que seu conteúdo seja derramado no sistema circulatório. Mas, sempre acreditei que os fagos podem ser projetados para controlar certas infecções, como a urossepsia. Mas, qualquer terapia fágica pode ser de uso único. Eu costumava injetá-los em coelhos para preparar anti-soros usados ​​em experimentos de crescimento de fagos. Acho que esse é um dos motivos pelos quais a terapia com fagos está fora do comum. http://www.nature.com/news/phage-therapy-gets-revitalized-1.15348


Um bacteriófago ou fago é um vírus cuja existência remonta ao que alguns dizem os tempos primordiais da Terra. A função de cada tipo de bacteriófago é atingir um tipo específico de bactéria. Alguns até os veem como o mecanismo natural que permitiu que uma determinada ordem de espécies se desenvolvesse e não fosse destruída por bactérias. Embora tenham trabalhado no escuro desde o início, só recentemente é que sua existência e importância foram notadas.

A descoberta de bacteriófagos remonta a 1915 por Frederick W. Twort na Grã-Bretanha e 1917 por Félix d & # 8217Hérelle na França, de forma independente. Numa época em que a mente humana estava em fase de descoberta, ou melhor, redescobrindo os segredos ocultos de nosso planeta. Assim que Félix d & # 8217Hérelle viu o potencial dos bacteriófagos, ele concebeu terapias que dariam à humanidade uma chance de lutar contra as infestações de infecções bacterianas, que assolavam as pessoas na época. Suas terapias de fago visam ajudar os pacientes a lutar contra Vibrio cholera causando cólera e contra uma cepa específica de Salmonella causando febre tifóide.

No entanto, as descobertas da época não eram cercadas apenas de fagos. A penicilina e, em última instância, a produção de antibióticos pareciam para muitos uma opção terapêutica mais fácil, e a terapia com fagos foi colocada de lado para coletar o pó de uma prateleira.

Embora a maior parte do mundo tenha se esquecido do principal comedor de bactérias da natureza, alguns países continuaram a manter e aumentar sua coleção de bacteriófagos e até mesmo continuar com as terapias de fago. A Geórgia e a Rússia em particular, até hoje, mantêm o uso de bacteriófagos para tratar infecções bacterianas. Coquetéis bacteriófagos também são usados ​​nesses países durante desastres ecológicos, como inundações, como medida preventiva para reduzir o risco de infecções gastrointestinais nas pessoas.


5 desvantagens da terapia fágica

Bacteriófago a terapia é agora considerada a melhor alternativa terapêutica ao tratamento com antibióticos. Embora a terapia fágica tenha sido iniciada em 1919, o conceito de terapia fágica desapareceu na década de 1940 devido à produção de antibióticos em grande quantidade. Nas últimas décadas, devido ao surgimento da resistência aos antibióticos, a terapia com fagos é agora considerada uma ótima solução para a crise dos antibióticos. Apesar de ter muitas vantagens em usar fago-terapia em relação aos antibióticos, a fago-terapia também tem algumas limitações.

1. Os fagos não podem matar uma ampla gama de patógenos:

A faixa estreita de hospedeiros pode ser uma desvantagem, pois o fago específico pode não ser capaz de lisar constantemente todas as cepas patogênicas de determinada infecção. Existem várias opções para contornar este problema: usando fago com ampla gama de hospedeiros, usando bacteriófago mutante ou usando uma mistura de diferentes fagos.

2. Os fagos causam efeitos biológicos adversos:

Uma preparação de fago não purificada pode causar vários efeitos biológicos durante a terapia de fago. A multiplicação de fagos usando a célula hospedeira é uma etapa primária para a produção de fagos. Durante a lise celular, o lipopolissacarídeo, um componente da parede celular das bactérias gram-negativas, é liberado. Os lipopolissacarídeos atuam como uma endotoxina e, se estiverem presentes em alta concentração, podem desencadear uma cascata de coagulação, modificar a hemodinâmica e provocar febre, choque tóxico e hipotensão. A purificação da preparação de fago usando cromatografia e ultrafiltração pode produzir uma preparação livre de endotoxina.

3. Fagos temperados não são antibacterianos:

Nem todos os fagos podem ser usados ​​para fins terapêuticos. Apenas os fagos líticos obrigam que lise a célula bacteriana diretamente em vez de integrar seu genoma no DNA bacteriano (temperado) são utilizáveis ​​para terapia de fago. Os fagos temperados desempenham um papel importante na troca de material genético entre diferentes cepas bacterianas e frequentemente contribuem para a patogenicidade. Alguns exemplos conhecidos são a toxina da cólera do fago CTXΦ e a toxina Shiga do fago H-19B adquirida por Vibrio cholerae e E. coli, respectivamente.

4. O surgimento de resistência a fago:

O desenvolvimento de mutação resistente a fagos pode tornar a terapia com fagos improdutiva. No entanto, o uso de coquetel de fagos (uma mistura de fagos) que usa diferentes receptores celulares pode conter o aumento da resistência aos fagos.

5. Resposta imune a fagos inativados:

A inativação de fagos pelo soro humano pode representar uma limitação na terapia de fagos. Alguns estudos indicaram a inativação do fago pelo soro humano, enquanto outros experimentos documentaram pouca ou nenhuma inativação ou inativação após um longo período de incubação.


Os riscos do uso de antimicrobianos na agricultura

O argumento contra o uso de antibióticos como prática agrícola padrão, tanto para melhorar as taxas de crescimento quanto para prevenir doenças, não é novo (Witte, 1998) e foi extensivamente revisado anteriormente (Singer et al., 2003). No entanto, demonstrar inequivocamente o aumento da resistência como consequência do uso agrícola provou-se ilusório (Perry e Wright, 2013). Uma onda de novos dados que suportam as rotas diretas e indiretas dos genes de resistência a antibióticos entre populações agrícolas e humanas sugere uma troca zoonótica bidirecional (Price et al., 2012). Por exemplo, estudos recentes encontraram diversos e abundantes genes de resistência em esterco antes do descarte no meio ambiente (Zhu et al., 2013) e uma alta prevalência de resistência a vários antibióticos em enterobactérias isoladas de fazendas de tomate (Micallef et al., 2013 ) e em bactérias de solos corrigidos com esterco (Popowska et al., 2012). Além disso, resistente à meticilina Staphylococcus aureus (MRSA) taxas em trabalhadores em fazendas de suínos têm se mostrado mais altas do que para a população média na América do Norte e na Europa (Voss et al., 2005 Khanna et al., 2008 Smith et al., 2009 van Cleef et al., 2010). Finalmente, bezerros tratados com antibióticos também têm maior probabilidade de serem portadores de MRSA e há uma associação direta entre a intensidade do contato com o animal e o portador de MRSA humano (Graveland et al., 2010). Uma tendência semelhante é observada na aquicultura, onde as bactérias mais próximas das fazendas apresentaram níveis mais elevados de resistência a antibióticos do que as regiões costeiras próximas na Itália (Labella et al., 2013). O número crescente de estudos apoiando a hipótese de que o uso ambiental de antibióticos contribuiu para a seleção de resistência aos antibióticos sugere que o uso não prudente de antibióticos na saúde e na agricultura pode reduzir a eficácia das estratégias de antibióticos como um tratamento essencial para doenças.

Como alternativa ao uso de antibióticos, a aplicação de fagos na agricultura está sendo testada como um biopesticida para controlar patógenos de plantas de tomate (Jones et al., 2012), citros (Balogh et al., 2008) e cebola (Lang et al. ., 2007) entre outros (revisado em Svircev et al., 2011). Por exemplo, Erwinia amylovora (o agente causador do flagelo do fogo) as infecções estão afetando uma série de espécies agrícolas em pomares na América do Norte e na Europa (ver Malnoy et al., 2012 para revisão). Embora os antibióticos tenham sido tradicionalmente empregados para controlar esta doença, o surgimento de cepas resistentes à estreptomicina (McManus et al., 2002) e um desejo de reduzir o uso de antibióticos no ambiente levou ao uso de fagos como alternativa. O biocontrole de fagos claramente tem o potencial de controlar as infecções causadas pelo fogo, uma vez que foram isolados fagos líticos que são altamente infectantes para o patógeno, mas faltam atualmente testes de campo definitivos. Dados os riscos evidenciados de movimento de genes de resistência a antibióticos entre patógenos agrícolas e humanos, devemos nos perguntar se a aplicação em larga escala de fagos provavelmente repetirá esses erros do passado. Até que estudos apropriados sejam realizados, as consequências subsequentes da aplicação de fagos na agricultura para a disseminação da resistência aos antibióticos, a evolução do patógeno e a comunidade de micróbios dentro das plantas e do solo permanecem desconhecidas.


NIH Awards Grants to Support Bacteriophage Therapy Research

Uma versão gerada por computador de um bacteriófago.

Uma versão gerada por computador de um bacteriófago.

O Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas (NIAID), parte dos Institutos Nacionais de Saúde, concedeu US $ 2,5 milhões em doações a 12 institutos em todo o mundo para apoiar a pesquisa sobre terapia bacteriófago. Esses prêmios representam a primeira série de bolsas do NIAID voltadas exclusivamente para a pesquisa dessa terapia, um campo emergente que pode render novas maneiras de combater bactérias resistentes a antimicrobianos. Um relatório de 2019 do CDC descobriu que patógenos resistentes a antibióticos causam mais de 2,8 milhões de infecções nos EUA a cada ano e mais de 35.000 pessoas morrem.

Bacteriófagos (ou “fagos”) são vírus que podem matar ou incapacitar tipos específicos de bactérias, deixando outras bactérias e células humanas ilesas. Ao reunir fagos de ocorrência natural ou ao modificar ou manipular fagos para exibir certas propriedades, os pesquisadores esperam criar novas terapêuticas antibacterianas. Como os fagos eliminam as bactérias infectando-as, em vez de gerando compostos como antibióticos que matam as bactérias, os fagos podem ser usados ​​para tratar infecções resistentes a antibióticos. Além disso, algumas evidências sugerem que a terapia combinada contendo fagos e antibióticos pode evitar que as bactérias se tornem resistentes aos medicamentos.

Embora os cientistas estejam cientes dos fagos e de sua capacidade de matar bactérias desde 1917, os primeiros ensaios clínicos com base nos EUA de terapia com fagos começaram apenas recentemente. Pacientes americanos individuais receberam terapia fágica, mas apenas sob novos protocolos de investigação de novos medicamentos de emergência. Na Europa Oriental, onde o uso de terapia fágica é mais prevalente, sua eficácia não foi rigorosamente demonstrada.

“Nas últimas décadas, as bactérias multirresistentes, particularmente aquelas que causam doenças potencialmente mortais como a tuberculose, tornaram-se um sério e crescente problema de saúde pública global”, disse o diretor do NIAID, Anthony S. Fauci, MD “Com esses prêmios, o NIAID está apoiando a pesquisa necessário para determinar se a terapia de fago pode ser usada em combinação com antibióticos - ou substituí-los completamente - no tratamento de doenças bacterianas resistentes a antibióticos em evolução. ”

O novo NIAID concede apoio à pesquisa para abordar lacunas de conhecimento importantes no desenvolvimento de fagos como ferramentas preventivas e terapêuticas para infecções bacterianas. A pesquisa básica apoiada por essas bolsas incluirá um estudo caracterizando diferentes tipos de fagos, um projeto estudando como os fagos combatem colônias pegajosas de microrganismos chamados de biofilmes, que podem ser difíceis de tratar com antibióticos e pesquisa para determinar como identificar novos, potencialmente fagos úteis. Algumas pesquisas translacionais apoiadas por essas bolsas estudarão como explorar a interação entre fagos e bactérias para criar terapêuticas duradouras e reutilizáveis ​​e vírus de engenharia para combater as bactérias Staphylococcus.


Consentimento

Supondo que a terapia fágica seja eventualmente aprovada para uso comum por médicos, cirurgiões e especialistas em doenças infecciosas em hospitais, os pacientes enfrentarão a escolha de consentir em serem infectados com vírus "vivos" a fim de curar ou prevenir infecções bacterianas.

O Phage pode ter como alvo as infecções com muito mais precisão do que os antibióticos. Isso significa que, se forem diagnosticados corretamente e dosados ​​adequadamente, os pacientes que recebem terapia com fagos podem se recuperar da infecção essencialmente sem efeitos colaterais e com poucos riscos. Em contraste, os antibióticos de amplo espectro costumam alterar ou comprometer o microbioma de um paciente de uma forma que o fago não. Por exemplo, um número crescente de pacientes desenvolve dificuldades associadas a clostridium difficile depois de tomar antibióticos. Clostridium difficile é um patógeno oportunista que se multiplica rapidamente quando bactérias concorrentes são eliminadas pelo uso de antibióticos pelo paciente. As consequências de c. diferença pode incluir danos a longo prazo à digestão e à saúde intestinal (Brown et al., 2017).

Em princípio, consentir com a terapia fágica não é muito diferente do que consentir com a vacinação. Quando a eficácia é alta e o risco é baixo, o consentimento do paciente é bastante simples de obter, mesmo que os pacientes não entendam os mecanismos científicos precisos do tratamento. Mas os fagos são diferentes das vacinas, e os riscos do tratamento com fagos são principalmente uma função da incerteza do médico sobre qual infecção existe e qual fago é apropriado selecionar como tratamento. Para que a terapia fágica funcione bem, as infecções bacterianas devem ser diagnosticadas com precisão (um esforço caro), o coquetel apropriado de fagos deve ser selecionado (ou planejado) e o tratamento deve ser administrado de uma forma que possa eliminar o sistema imunológico do paciente sistema (Kingwell, 2015).

O consentimento informado é a base da ética médica moderna (Flanigan, 2017). Mas os pacientes são notoriamente ignorantes sobre os detalhes das infecções e freqüentemente combinam bactérias e vírus. Além disso, a maioria dos médicos atualmente não sabe muito sobre vírus de fago, uma vez que a pesquisa está em seus estágios iniciais. Para que o consentimento robusto seja dado para a terapia fágica, os pacientes e médicos provavelmente terão que gastar mais tempo discutindo os riscos conhecidos e desconhecidos associados ao tratamento do que em casos simples em que os antibióticos são selecionados e administrados para tratar um caso normal de pneumonia ou staph.

Por muito tempo, consideramos que, em caso de dúvida, podemos prescrever um antibiótico poderoso e de amplo espectro, administrado por via intravenosa em casos de necessidade urgente. Mas como as bactérias continuam a desenvolver resistência aos antibióticos padrão, precisaremos explorar a terapia de fagos como uma alternativa em alguns casos. E até que saibamos um pouco mais sobre o fago, será difícil obter consentimento porque a ciência é complexa, a eficácia não é precisamente compreendida e o tratamento é mais difícil para os médicos explicar aos seus pacientes. Por essas razões, em um futuro próximo, o fago provavelmente será usado principalmente para o tratamento tópico de infecções de pele, como uma forma de esterilizar alimentos, para limpar hospitais e dispositivos médicos e como último recurso de tratamento quando os melhores antibióticos disponíveis não curam um paciente.

O objetivo desta seção não é desenvolver uma nova teoria do consentimento, mas destacar como a terapia fágica pode gerar desafios únicos que diferem dos tratamentos mais familiares no estágio de ensaios clínicos e em ambientes clínicos comuns. O desafio decorre principalmente da complexidade científica e da incerteza médica.


Biólogos transformam vírus de escuta em assassinos bacterianos

A professora Bonnie Bassler e o estudante de graduação Justin Silpe descobriram um vírus destruidor de bactérias que pode espionar conversas bacterianas. Eles o reprojetaram para atacar doenças como a salmonela, E. coli e cólera.

A bióloga molecular de Princeton Bonnie Bassler e o estudante de graduação Justin Silpe identificaram um vírus, VP882, que pode ouvir conversas bacterianas - e então, em uma reviravolta como algo saído de um romance de espionagem, eles encontraram uma maneira de usar isso para fazê-lo atacar doenças bacterianas como E. coli e cólera.

“A ideia de que um vírus está detectando uma molécula que as bactérias usam para comunicação - isso é totalmente novo”, disse Bassler, o professor de Biologia Molecular da Squibb. “Justin encontrou este primeiro caso de ocorrência natural, e então ele reprojetou aquele vírus para que ele possa fornecer qualquer entrada sensorial que ele escolher, ao invés da molécula de comunicação, e então o vírus mata sob demanda.” O artigo deles aparecerá na edição de 10 de janeiro da revista Cell.

Um vírus só pode tomar uma decisão, disse Bassler: permanecer no hospedeiro ou matar o hospedeiro. Ou seja, permaneça sob o radar dentro de seu hospedeiro ou ative a sequência de destruição que cria centenas ou milhares de descendentes que explodem, matando o hospedeiro atual e se lançando em direção a novos hospedeiros.

Há um risco inerente na escolha da opção de eliminação: “Se não houver outros hospedeiros por perto, o vírus e todos os seus parentes simplesmente morreram”, disse ela. O VP882 encontrou uma maneira de eliminar o risco da decisão. Ele escuta a bactéria anunciar que está em uma multidão, aumentando as chances de que, quando o vírus matar, o "parente" liberado encontre imediatamente novos hospedeiros. “É brilhante e insidioso”, disse Bassler.

Esses E. coli as bactérias abrigam proteínas do vírus da escuta. Uma das proteínas virais foi marcada com um marcador vermelho. Quando o vírus está no modo “ficar” (à esquerda), a bactéria cresce e a proteína vermelha se espalha por cada célula. Quando o vírus ouve que seus hospedeiros atingiram o quorum (à direita), a proteína de decisão kill-stay muda para o modo “kill”. Uma segunda proteína viral se liga à proteína vermelha e a envia para os pólos celulares (pontos amarelos). Todas as células do painel direito morrerão em breve.

“Este artigo fornece uma perspectiva inteiramente nova sobre a relação dinâmica entre os vírus e seus hospedeiros”, disse Graham Hatfull, o professor de Biotecnologia da Família Eberly na Universidade de Pittsburgh, que não esteve envolvido nesta pesquisa. “Este estudo nos diz pela primeira vez ... que quando um fago está no estado lisogênico [permanecer], ele não está 'profundamente adormecido', mas sim cochilando, com um olho aberto e ouvidos alertas, pronto para responder quando 'ouve 'sinaliza que as células estão se preparando para responder às mudanças em seu ambiente. ”

Bassler, que também é presidente de biologia molecular e investigador do Howard Hughes Medical Institute, descobriu anos antes que as bactérias podem se comunicar e sentir a presença umas das outras, e que elas esperam estabelecer um quorum antes de agirem em conjunto. Mas ela nunca imaginou que um vírus pudesse espionar essa comunicação de detecção de quorum.

“Os insetos estão sendo grampeados”, disse ela com uma risada. “Além disso, o trabalho de Justin mostra que essas moléculas de detecção de quorum estão transportando informações através das fronteiras do reino.” Os vírus não estão no mesmo reino das bactérias - na verdade, eles não estão em nenhum reino, porque não estão tecnicamente vivos. Mas para organismos tão radicalmente diferentes serem capazes de detectar e interpretar os sinais uns dos outros é simplesmente estonteante, disse ela. Não é como nações inimigas espionando umas às outras, ou mesmo como um humano se comunicando com um cachorro - pelo menos esses são membros do mesmo reino (animal) e filo (vertebrado).

Depois de encontrar a primeira evidência dessa escuta cruzada do reino, Silpe começou a procurar por mais - e encontrou.

“Ele acabou de começar um campo totalmente novo”, disse Bassler. “A ideia de que há apenas um exemplo dessa comunicação entre domínios não fazia sentido para nós. Justin descobriu o primeiro caso, e então, com a descoberta em mãos, ele foi olhar mais profundamente e encontrou todo um conjunto de vírus que abrigam capacidades semelhantes. Eles podem não estar ouvindo essas informações de detecção de quorum, mas é claro que esses vírus podem ouvir as informações de seus hosts e, em seguida, usar essas informações para matá-los. ”

Silpe disse que foi atraído para trabalhar no laboratório de Bassler por causa de sua pesquisa sobre comunicação bacteriana. “A comunicação parece um traço tão evoluído”, disse ele. “Ouvir que as bactérias podem fazer isso - a descoberta dela - foi simplesmente alucinante que organismos que você considera tão primitivos poderiam realmente ser capazes de se comunicar. E os vírus são ainda mais simples do que as bactérias. O que estudei, por exemplo, tem apenas cerca de 70 genes. É realmente notável que ele dedique um desses genes ao sensor de quorum. A comunicação claramente não é algo criado por organismos superiores. ”

Depois que Silpe demonstrou que VP882 estava espionando, ele começou a experimentar alimentá-lo com informações incorretas para enganar o vírus e fazê-lo matar sob comando - para transformar o predador em um assassino.

VP882 não é o primeiro vírus usado como tratamento antimicrobiano. Os vírus que se alimentam de bactérias são chamados de “fagos” e a “terapia de fagos” - visando uma doença bacteriana com um fago - é uma estratégia médica conhecida. Mas o VP882 é o primeiro fago que usa espionagem para saber quando é o ideal para matar seus alvos, tornando os experimentos de Silpe com salmonela e outras bactérias causadoras de doenças a primeira vez que a terapia fágica usou a comunicação trans-reino.

Além disso, esse vírus é uma grande promessa como ferramenta terapêutica porque não age como um vírus típico, disse Bassler. A maioria dos vírus pode infectar apenas um tipo muito específico de célula. Os vírus da gripe, por exemplo, infectam apenas células pulmonares. O HIV atinge apenas células específicas do sistema imunológico. Mas o vírus VP882 tem uma “gama de hospedeiros excepcionalmente ampla”, disse Bassler. Até agora, Silpe realizou apenas testes de “prova de princípio” com três bactérias não relacionadas: Vibrio cholerae (cólera), salmonela e E. coli. Essas doenças evoluíram separadamente por centenas de milhões de anos, então o fato de serem todas suscetíveis a esse assassino bacteriano sugere que muitos, muitos mais também são.

Hatfull está otimista sobre a utilidade desse vírus reprojetado para bactérias resistentes a antibióticos. “A resistência aos antibióticos é claramente uma grande ameaça à saúde global e há uma demanda clara e evidente por novas estratégias e abordagens para esse problema”, disse ele. "Embora tenhamos admitido que é difícil até mesmo alcançar a 'primeira base' com o uso terapêutico básico de fagos de ocorrência natural, podemos imaginar a possibilidade de um 'home run' se pudermos projetar fagos para uso terapêutico que tenham um direcionamento muito específico." Esses assassinos virais podem até retardar o surgimento de cepas resistentes a antibióticos, disse ele.

Bassler atribui todo o crédito pela descoberta a Silpe. Depois de identificar um novo gene de detecção de quorum em V. cholerae, ele fez a escolha de pesquisar bancos de dados de genoma para esse gene. Ele apareceu em algumas cepas relacionadas ao cólera e exatamente um vírus. Bassler se perguntou se isso poderia ser um artefato de dados sem sentido, mas Silpe queria obter uma amostra do vírus e realizar experimentos.

“Ele estava entusiasmado e eu pensei:‘ Que diabos, dê um pouco de corda para esse garoto. Se isso não funcionar em breve, podemos sempre seguir em frente '”, disse ela. “A ideia dele foi maluca, porque nunca, nunca houve evidência de um vírus escutando as informações do hospedeiro bacteriano para decidir se ficava parado ou matava. Mas este laboratório foi construído com ideias malucas, como bactérias conversando entre si, e meio que ganhamos a vida com isso. ... Claro, essa é a beleza da ciência, e da ciência em Princeton, que você tenha recursos suficientes para praticar esses palpites e ver se há um 'ali'. E desta vez, houve um grande ‘aí’. ”


Terapia fágica revisada: a biologia populacional de uma infecção bacteriana e seu tratamento com bacteriófago e antibióticos

A terapia fágica é o uso de vírus bacterianos (bacteriófagos) para tratar infecções bacterianas. Tem sido praticado esporadicamente em humanos e animais domésticos por quase 75 anos. No entanto, a terapia fágica permaneceu fora da corrente principal da medicina moderna, presumivelmente por causa de dúvidas sobre sua eficácia e, possivelmente, porque foi eclipsada por antibióticos e outros agentes quimioterápicos. Neste relatório, desenvolvemos o estudo da terapia fágica e da antibioticoterapia como um fenômeno biológico populacional - a interação dinâmica da bactéria com um predador (fago) ou um produto químico tóxico (antibiótico) dentro de um hospedeiro cujas defesas imunológicas e outras também afetam a interação . Nosso objetivo é identificar as condições sob as quais o fago e os antibióticos podem controlar com sucesso uma infecção bacteriana e quando não podem. Nós revisamos os dados publicados na década de 1980 por H. Williams Smith e J. B. Huggins sobre o uso de fagos e antibióticos para controlar infecções letais e sistêmicas de Escherichia coli em camundongos inoculados experimentalmente. Mostramos que algumas de suas observações podem ser acomodadas por um modelo quantitativo que invoca suposições conhecidas ou plausíveis sobre as defesas do hospedeiro e as interações das bactérias com fagos e antibióticos. Algumas observações permanecem inexplicadas pelo modelo. Nossa análise identifica várias hipóteses sobre a dinâmica populacional de fagos e antibioticoterapia que podem ser testadas experimentalmente. Incluídas entre essas estão as hipóteses que explicam a variação na eficácia dos diferentes fagos empregados por Smith e Huggins e por que, em seu estudo, os fagos foram mais eficazes do que os antibióticos.


VACINOLOGIA BASEADA EM FÁGINA

A tecnologia de DNA recombinante permite a síntese de vacinas candidatas que são subunidades de patógenos. No entanto, essas vacinas têm características imunogênicas limitadas e requerem adjuvantes ou sistemas de distribuição eficazes para a ativação adequada do sistema imunológico (Petrovsky e Aguilar 2004 Barrett e Stanberry 2008). Assim, os fagos estão agora sendo avaliados como agentes de distribuição de vacinas por causa de sua capacidade herdada de estimular a imunidade humoral e mediada por células (Burdin et al. 2004). Duas estratégias são frequentemente combinadas para produzir vacinas de fago: (1) exibição de fago, quando os vírions são decorados com peptídeos selecionados por sua capacidade de se ligar a células apresentadoras de antígeno e (2) vacinas de DNA de fago, quando o DNA viral é projetado para transportar um antígeno estranho gene sob o controle de um promotor eucariótico forte e tem a capacidade de entregar este elemento às células de mamíferos (Clark e March 2004a Zanghi et al. 2007).

O fago filamentoso M13 foi o primeiro vírus manipulado para expressar um fragmento de antígeno tumoral específico do melanoma e foi usado com sucesso para aumentar uma resposta imune capaz de reduzir o crescimento do tumor em modelos animais (Benhar 2001 Fang et al. 2005). Atualmente, várias vacinas para doenças infecciosas são preparadas usando o sistema de exibição de fago T4, que tem mostrado resultados promissores em modelos animais (Jiang et al. 1997). Da mesma forma, o fago T7 foi projetado para exibir fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) e foi usado com sucesso para quebrar a tolerância imunológica e produzir uma forte resposta imunológica contra o carcinoma de células pulmonares de Lewis (Li et al. 2006).

Alternativamente, o fago pode ser explorado para transferir genes para células de mamíferos. Nestes vetores, os antígenos, sob o controle de um promotor eucariótico, são clonados dentro de uma região não essencial do genoma de um fago. Quando injetadas em um sistema de mamífero, essas partículas de fago, agindo como uma vacina de DNA, podem induzir uma resposta imune potente pela expressão de antígenos estranhos dentro de complexos promotores de anáfase (APCs) ou outras células (Clark e março de 2006). Foram preparadas várias vacinas de DNA baseadas em λ para doenças infecciosas, que mostraram resultados promissores em modelos animais (Clark e March 2004b March et al. 2004). Deve-se notar que esses vírus são manipulados para penetrar nas células de mamíferos e, na ausência de engenharia, os fagos são apenas capazes de infectar bactérias.


Conclusão

Terapias de fago para Shigella spp. e outras bactérias patogênicas têm sido estudadas e aplicadas há cerca de um século, mas a terapia fágica como um tratamento antibacteriano em geral não tem recebido muita atenção devido à falta de conhecimento clínico e consciência pública sobre os fagos. No entanto, dado que o desenvolvimento de novos antibióticos é trabalhoso, demorado e caro, faz muito sentido buscar abordagens antimicrobianas alternativas para combater os patógenos resistentes aos medicamentos. Embora tenha inevitavelmente algumas desvantagens, o biocontrole baseado em fago e a terapia bacteriófago são abordagens muito promissoras para combater o desafio das infecções bacterianas patogênicas, particularmente quando a busca por novos antibióticos está estagnada. O potencial da terapia fágica foi reconhecido e revisitado por muitos cientistas nas últimas décadas, e tem havido um rejuvenescimento da pesquisa em terapia fágica. Além disso, os fagos têm muitos potenciais inexplorados como alternativa aos antibióticos, tanto devido à gama de variação intrínseca em seu modo de ação, quanto devido à variedade quase ilimitada de fagos e sua capacidade de evoluir no local para lidar com sucesso com a resistência bacteriana. O FDA aprovou bacteriófagos como GRAS e permitiu a aplicação de fagos como aditivos alimentares em 2006, o que é um impulso significativo para a pesquisa de terapia fágica.

No entanto, a aplicação terapêutica de fagos ainda requer estudos extensos, ensaios clínicos realizados de forma criteriosa e diretrizes regulatórias muito bem definidas. Atualmente, a terapia fágica é incentivada em muitas partes do mundo porque os legisladores consideram o crescimento da MDR um sério problema de saúde. Essa consciência deve encorajar ainda mais os pesquisadores a estudar as propriedades biológicas dos fagos, o que eventualmente aumenta sua segurança e eficácia. Furthermore, genetically modified phages could help to solve the issues of patent filing and as a result increase the interest of pharmaceutical and biotechnology companies to produce phage-products. Finally, cocktails of natural phages and genetically modified phages could open new perspectives for successful phage therapy in the future, particularly against the major challenge of Shigella e Shigella-like multidrug resistant bacteria.