Новый коронавирус, грипп, ВИЧ… Выдвигаются предположения о том, что вирусы вызывают болезни. Между тем ведутся исследования в области использования вирусов для лечения заболеваний на основе их способности проникать в клетки и убивать их.
Бактериофаготерапия — в центре внимания даже в США
«В России, если начинает болеть живот, в супермаркете или аптеке покупают лекарство от живота, разработанное на основе бактериофагов», — отмечает профессор Осакского университета Сатоси Уэмацу (Satoshi Uematsu), который в прошлом году был в командировке в России.
Бактериофаги — вирусы, поражающие бактерии. Бактериофаготерапия — это способ лечения бактериальных инфекций, при котором используется особенность бактериофагов убивать зараженные вирусом бактерии.
В начале XX века, когда не было антибиотиков, бактериофаготерапия активно использовалась для лечения брюшного тифа, эритемы, холеры и других бактериальных инфекций, которые представляли угрозу для человечества.
Тем не менее в 1928 году был открыт пенициллин, а в 1940-х годах начали использоваться антибиотики, поэтому про бактериофаги постепенно забыли. Вместе с тем в СССР, Восточной Европе и других странах коммунистического лагеря в период холодной войны поставки антибиотиков из западных стран были ограничены, поэтому бактериофаготерапия сохранилась. Ей пользуются и по сей день.
Тем не менее в последнее время бактериофаготерапия оказалась в центре внимания и в западных странах. Дело в том, что появились бактерии, которые устойчивы не только к пенициллину, но и к другим антибиотикам.
Медицине угрожают акинетобактерии, которых не берут никакие лекарства, а также бактерии, против которых не работают даже карбапенемы (разновидность антибиотиков) — последняя надежда врачей. В 2014 году был опубликован шокирующий доклад: ежегодно в мире от невосприимчивости к лекарственным препаратам умирает более 700 тысяч человек. Если не принять меры, к 2050 году ежегодно будет умирать десять миллионов человек.
В связи с этим появилась тенденция к пересмотру бактериофаготерапии в качестве средства, которое может заменить антибиотики. В 2014 году американский Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний предложил бактериофаготерапию в качестве стратегии против устойчивых бактерий и начал исследования в этой области.
Антибиотики убивают не только болезнетворные бактерии, но и бактерии, которые полезны для человека. В свою очередь, бактериофаги убивают только определенные бактерии, и в этом их плюс.
В 2016 году в США произошло событие, сделавшее бактериофаготерапию известной во всем мире. В госпиталь Калифорнийского университета в Сан-Диего поступил мужчина, подцепивший в Египте ацинетобактеры.
Предполагалось, что его не вылечить из-за полиорганной недостаточности, однако жена продолжала настаивать. Она начала изучать медицинские исследования, обнаружила бактериофаготерапию и предложила лечащему врачу использовать ее. Врач связался с бельгийской командой, написавшей работу, а также с Техасским университетом, который проводит исследования в этой области. Группа из Техасского университета взяла у мужчины образцы бактерий и обнаружила бактериофаги, которые их убивают.
Чтобы использовать эти бактериофаги для лечения, врач подал заявку в Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США на применение неодобренного препарата в чрезвычайной ситуации. В короткое время были преодолены различные препятствия, применили бактериофаготерапию, и мужчина выздоровел.
В Японии с бактериофаготерапией пока не очень знакомы, но в этом году команда Уэмацу опубликовала результаты исследований, которые проводились на животных. Лечение проходило не при помощи самой бактериофаготерапии, а с использованием энзимов, которые содержат бактериофаги.
Ученые обратили внимание на кишечные бактерии под названием Clostridioides difficile. В обычном состоянии они не вызывают никаких проблем, но при введении антибиотиков их количество увеличивается в момент, когда кишечные бактерии замещаются, и они выделяют два типа токсинов, вызывая хронический энтерит.
Продолжительность жизни мышей, заразившихся этими бактериями, за два дня сократилась на 30%. Команда Уэмацу подтвердила, что более 90% мышей выживают даже через одну неделю, если им ввести производимый бактериофагами фермент, разрушающий бактериальную мембрану.
По словам Уэмацу, у бактериофаготерапии широкий спектр применения. Например, если использовать бактериофаги против бактерий, из-за которых продукты начинают портиться, то можно увеличить срок годности. За рубежом бактериофаги уже признаны в качестве пищевых добавок. В России уже продается лосьон с бактериофагами против бактерий, которые становятся причиной развития акне.
В будущем можно будет при помощи бактериофагов сдерживать почвенные бактерии, которые оказывают негативное влияние на рост сельскохозяйственной продукции. Они могут даже изменить вкус, урожайность и устойчивость к заболеваниям.
Исследования в области лечения рака при помощи вирусов
Также ведутся исследования лечения раковых заболеваний при помощи вирусов. Когда вирус проникает в клетки, он размножается и разрушает клетку, потом переключается на другую клетку, уничтожает ее и так далее. Между тем, чтобы противостоять вирусам, иммунитет организма тоже разрушает зараженные клетки. Вирусная терапия рака использует два механизма: сам вирус и иммунную систему, чтобы поражать раковые клетки.
При вирусной терапии рака используется вирус, модифицированный с помощью биотехнологий для заражения только раковых клеток. Надежды возлагаются на то, что этот метод лечения будет применяться для неизлечимых видов рака, против которых бессильны традиционные методы лечения: хирургия, противоопухолевые препараты и химиотерапия. В 2015 году этот метод был одобрен в США для лечения злокачественной меланомы.
В Японии разработками занималась команда профессора Томоки Тодо (Tomoki Todo) из Института медицинских наук Токийского университета. В 2009 году начались клинические исследования вируса герпеса, модифицированного так, чтобы он не мог расти в нормальных клетках. После подтверждения безопасности в 2015 году начались инициированные врачами клинические испытания для подтверждения эффективности, их цель — лечение глиобластомы — одной из наиболее трудноизлечимых злокачественных опухолей головного мозга. Через год после начала лечения из 13 пациентов выжило 92%. Он смог показать высокую эффективность по сравнению с 15% стандартных методов лечения, рассчитанных по результатам нескольких других клинических испытаний. Основываясь на этих результатах, компания «Дайити Санкё» планирует подать заявку на получение разрешения на производство и продажу в качестве вирусного препарата.
По словам Тодо, модифицированный вирус сохраняет свойства исходного вируса. Вирус герпеса обладает относительно сильной способностью убивать клетки, и даже если у пациента есть антитела против вируса, он все равно может разрушить клетки. «Он, как человек, — обычно тихий, но, если выходит из себя, становится страшным», — отмечает Тодо. Благодаря этому свойству ожидается, что эффект не будет слабеть даже после повторного лечения. Команда Тодо расширила сферу клинических исследований и других видов рака: рак простаты и злокачественная мезотелиома. Они исследуют безопасность даже после многократного приема и сохранение эффективности.
Также ведется разработка методов лечения рака с использованием других вирусов. Команда Тиэко Кай (Chieko Kai), специально назначенного профессора Института производственных технологий Токийского университета, обнаружила, что вирус кори прикрепляется к белку под названием нектин-4, находящемуся на поверхности раковых клеток, влияющих на молочные железы, и заражает его. Путем генетических манипуляций они создали вирус, который был генетически сконструирован так, чтобы заражать только раковые клетки, не нанося вред здоровым. У мышей, которым привили рак человека, был подтвержден эффект подавления роста раковых клеток. Кроме того, попытки заразить корью здоровых обезьян привели к нулевому результату, что подтвердило безопасность — вирус не выделялся. После повторных испытаний на безопасность наконец можно будет начать клинические исследования.
Эксперименты на животных подтвердили, что этот модифицированный вирус также эффективен против рака поджелудочной железы. Кай надеется, что в будущем можно будет выбирать, какой вирус использовать для борьбы с раком.
Сигэко Сэгава — родилась в 1962 году. Пишет на различные научные темы в научно-медицинском отделе газеты «Асахи» и еженедельнике AERA. В настоящее время следит за новейшими исследованиями в области нового коронавируса. По ее мнению, разработка лекарств и вакцин важна, но также необходимо пересмотреть свое отношение к окружающей среде.
