Більшість експериментів, пов'язаних із фаготерапією, починаються та закінчуються «у пробірці» – на культурі бактерій-мішеней. Такі умови мають мало спільного з реальною ситуацією в організмі людини та тварин. Тому вчені створили модель, що дозволяє імітувати мікросередовище людського організму, в якій власне і відбувається колонізація бактеріями. У дослідах на цій моделі було показано, що в умовах організму колонія кишкової палички не розвиває стійкості до бактеріофагів, як це нерідко відбувається у пробірці, і фаги успішно знищують більшість мікроорганізмів-мішеней.

Через швидке поширення штамів бактерій, стійких до сучасних антимікробних засобів, вчені та клініцисти все більше уваги приділяють бактеріофагам – вірусам бактерій, які є однією з ефективних та безпечних альтернатив антибіотиків. Описано багато випадків успішного лікування бактеріофагами антибіотикорезистентних інфекцій. Однак через низку обмежень у випробуваннях та застосуванні фаги не використовуються масово в більшості західних країн. Одна із проблем пов'язана з тим, що в лабораторних умовах складно відтворити, як поводяться фаги в умовах організму. Зазвичай експерименти починаються із дослідження впливу фагів на культуру бактерій у чашках Петрі. Тут бактерії взаємодіють один з одним і швидко еволюціонують, розвиваючи стійкість до фагів, що випробовуються. Однак чашки Петрі не відтворюють умов, у яких бактерії існують у різних органах, де є власне «мікросередовище» - кровоносні судини, рельєф тощо.

Вчені з Університету Ексетера розробили метод відтворення цього мікросередовища, в якому одна бактерія може колонізувати певну ділянку. Тут вона не поєднується з багатьма іншими бактеріями, і тут вона зустрічається з бактеріофагом, специфічним до неї. З використанням нового методу, вчені виявили, що в такому мікросередовищі кишкова паличка ( Escherichia coli ) – бактерія, що часто викликає харчові отруєння, не набуває генетичної стійкості до фагів і фагів вдається знищити більшу частину колонії.

Керівник дослідження доктор Стефано Пагліара зазначив, що атибіотикорезистентність може виявитися страшнішим убивцею, ніж COVID-19, якщо ми не знайдемо нових шляхів боротьби з бактеріальними інфекціями. Фаготерапія, на його думку, має великий потенціал, і якщо вона одного разу стане частиною рутинної клінічної практики, то допоможе врятувати тисячі життів.

Стаття, опублікована в журналі PLoS Biology, закладає основи розуміння того, як середовище впливає на взаємодію фагів та бактерій, а це конче необхідно для розробки ефективних препаратів для фаготерапії.

Дослідження також показало, що деякі бактерії в мікросередовищі виживають, не набуваючи при цьому генетичної стійкості до фагів. А бактерії виживають завдяки меншій кількості фагових рецепторів на власній поверхні. Автори роботи вказують на те, що збільшуючи кількість фагових рецепторів на поверхні бактерії, можна підвищити ефективність фаготерапії. Отже, потрібно шукати шляхи збільшення кількості рецепторів.

* Attrill EL, Claydon R, Lapinska U, Recker M et al. Індивідуальні бактерії в структурних навколишньому середовищі на phenotypic resistance to phage. PLOS Biology, 2021; 19 (10): e3001406. DOI: 10.1371/journal.pbio.3001406