Застосування бактеріофагів для лікування інфекцій, стійких до антибіотиків, стає дедалі більш звичною процедурою. Продовжуються клінічні випробування фаготерапії при різних захворюваннях, і сьогодні вже є докази безпеки використання вірусів бактерій у клінічній практиці. Одночасно з'являється все більше даних про взаємодію бактеріофагів не тільки з бактеріями-господарями, але й з імунною системою макроорганізму (людини чи іншого ссавця). Вивчення механізмів такої взаємодії може стати основою для створення нових протизапальних та імуномодулюючих агентів. Особливостям взаємодії різних бактеріофагів з імунною системою ссавців присвячено огляд A. Górski та співавт., опублікований у вересні 2019 р. у журналі Future Microbiology*.

Ще в 2006 р. автори огляду висунули гіпотезу, що фаги з кишечника людини можуть мігрувати в кров, лімфу та різні органи, модулюючи протизапальні ефекти та впливаючи на імунологічну толерантність та імунний гомеостаз. Ця гіпотеза пізніше була підтверджена, більше того, з'ясувалося, що в нормі у кожної людини щодня понад 30 млрд. фагових частинок проходять через клітини кишкового епітелію (такий процес називають трансцитоз) і кров'ю і лімфою поширюються по організму. Виявилося також, що фаги шляхом ендоцитозу можуть потрапляти і в інші клітини організму людини, зокрема в клітини імунної системи. Серед важливих питань, які слід вивчити: чи специфічний вплив фагів на імунну систему? Якщо фаги високоспецифічні щодо взаємодії з бактеріями, то, можливо, імунні реакції, які вони викликають, також не є універсальними, а специфічними для різних видів / штамів фагів.

Читайте також: Синергізм між імунною системою та бактеріофагами при лікуванні гострих інфекцій дихальних шляхів

Вважається, що білки фагового капсиду (оболонки) можуть відповідати за функції, не пов'язані із взаємодією з бактеріями. Ці білки відрізняються імуногенністю і, відповідно, викликають продукцію різних антитіл, яка залежить також від шляху введення фагів. Навіть різні штами гомологічних фагів, специфічних до однієї бактерії, можуть експресувати різні білки, що наділяють фаг різними властивостями. Наприклад, мутантний фаг Т4 (НАР1) з дисфункційним білком Ніс більш чутливий до знищення клітинами Купфера (макрофагами печінки) і швидше виводиться з організму, ніж немутантний штам Т4.

Є дані, що вплив фагів на імунну систему може залежати від їхньої специфічності. Так, вивчення фагів, специфічних проти Staphylococcus і Pseudomonas, показало, що, хоча всі вони схожим чином впливають на мононуклеарні клітини периферичної крові (підсилюють синтез протизапального антагоніста рецептора цитокіну IL-1 і супресора цитокінових сигналів 3), інші. Зокрема, всі фаги, специфічні до Pseudomonas, індукують синтез протизапального цитокіну IL-10, тоді як для стафілококових фагів це не характерно. Нитчастий фаг Pf, специфічний проти Pseudomonas, пригнічує продукцію фактора некрозу пухлин і фагоцитоз, тоді як нитчастий фаг Fol, специфічний проти Escherichia coli, такого ефекту не має.

Читайте також: Бактеріофаги у лікуванні аутоімунних захворювань печінки

Імуномодулюючі та протизапальні ефекти фагів можуть також залежати від тканини, в якій вони виявилися, що було продемонстровано у численних дослідах in vitro на різних культурах клітин.

Як уже згадувалося, фаги можуть проникати всередину клітин ссавців, зокрема в дендритні клітини, моноцити та В-лімфоцити. Автори огляду нещодавно описали стимуляцію бактеріофагом у клітинах ссавців гена Hsp72, що кодує один із найважливіших клітинних шаперонів. Це може бути механізмом захисту клітин, або через які проникає фаг, від пошкоджень, які він може викликати. Відомо також, що Hsp72 знижує проліферацію Т-клітин та секрецію цитокінів, отже, цей білок може бути імуномодулятором. Раніше було показано, що Hsp72 пригнічує розвиток експериментального артриту у мишей, а пізніше автори огляду встановили, що такий ефект мають і фаги. Отже, можна припустити, що фаг-залежна індукція шаперону Hsp72 принаймні частково відповідальна за пригнічення патологічних імунних реакцій.

Дані про вплив фагів на імунну систему ссавців, звичайно, потребують розширення, але вже сьогодні очевидна перспектива використання цих властивостей фагів з лікувальною метою. Можливо, незабаром фаги для проведення фаготерапії можна буде підбирати не лише за ознакою специфічності щодо конкретної бактерії, а й за певним типом імунної відповіді, яку вони викликають. Це особливо актуально для пацієнтів з імунодефіцитами, аутоімунними захворюваннями, пацієнтів після алотрансплантацій та ін, які потребують імуностимуляції або імуносупресії.

Читайте також: Фаготерапія: не лише проти бактерій

* Andrzej Górski, Ryszard Międzybrodzki, Ewa Jończyk-Matysiak, Maciej Żaczek, та Jan Borysowski. Phage-specific diverse effects of bacterial viruses on the immune system // Future Microbiol., 2019, 14(14): 1171–1174. doi: 10.2217/fmb-2019-0222