נגיפים מהונדסים גנטית הרגו חיידקים כדי להציל חיי ילדה

כשאיזבל הולדוויי פיתחה זיהום חיידקי חמור לאחר השתלת ריאה, היו לה מעט אפשרויות טיפול. הזיהום התפשט בכל גופה ועמיד בפני אנטיביוטיקה. עם זאת, היא עשתה התאוששות מדהימה הודות לנגיפים מהונדסים גנטית שהרגו את החיידקים.

איזבל הולדווי הייתה בת 15 כשהשתלה ריאות בגלל סיסטיק פיברוזיס. מכיוון שהשתלת איברים מחייבת את המטופלים ליטול תרופות המדכאות את מערכת החיסון שלהם, Holdaway היה רגיש לזיהומים. הרופאים מאמינים שכבר היה לה את Mycobacterium abscessus חיידקים במערכת שלה מכיוון שזה שכיח בקרב חולים עם סיסטיק פיברוזיס.

התרופות המדכאות את המערכת החיסונית אפשרו לחיידקים לצמוח ללא שליטה בגופה. היא פיתחה זיהום חזה בחזה, בכבד, בפלג גוף ובחלקים אחרים של הגוף. הזיהום היה עמיד בפני אנטיביוטיקה, ולכן רופאים בבית החולים הגדול אורמונד סטריט בבריטניה שלחו אותה לביתה לטיפול פליאטיבי בלי מעט תקווה להחלמה.

אמו של Holdaway חקרה אפשרויות טיפול באינטרנט וגילתה טיפול בפאגים. פאגים הם נגיפים שיכולים להרוג חיידקים, וחוקרים מתנסים בהם כבר שנים רבות. Holdaway קיבלה טיפול פאגי ניסיוני שהציל את חייה.

חיידקים או פאגים הם וירוסים העלולים להרוג חיידקים. למרות שיש להם צורות וגדלים שונים, הפאגים נוטים להיות בעלי DNA או RNA. התגלה בשנות העשרים של המאה העשרים, פאגים עזרו לטיפול בזיהומים חיידקיים כמו כולרה. עם זאת, גילוי הפניצילין בשנת 1928 הסיט את המוקד מפאגים כאשר אנטיביוטיקה הפכה פופולרית.

מכיוון שפאג'ים הם נגיפים, הם אינם יכולים להתרבות מבלי להדביק מארח. בקטריופאגים נוטים לעקוב אחר שני תהליכים כלליים להדבקת חיידקים: המחזור הליטי והמחזור הליזוגני. בתוך ה מחזור ליקתי, הפאגים מדביקים חיידקים, משתלטים על התאים ומשתמשים בהם בכדי ליצור עוד פאגים עד שהתאים מתחממים, או מתפוצצים.

בתוך ה מחזור ליזוגני, הפאגים מדביקים חיידקים, מכניסים את ה- DNA שלהם למידע הגנטי של החיידק, והתאים כוללים את ה- DNA במהלך חלוקת התאים. פיסת ה- DNA של הפאג'ים נקראת נביאה. זה יכול להיות פעיל ולעשות פאגים, אשר יתחילו את המחזור הליטי.

עם זאת, חשוב לציין כי הפאגים ספציפיים מאוד. המשמעות היא שכל סוג מדביק סוג שונה של חיידקים. פאג 'יחיד עשוי לעבוד רק על זן אחד של חיידקים ולא על אחרים.

לאחר שאמו של הולדוויי התוודעה לטיפול בפאגים, הרופאים בבית החולים הגדול אורמונד סטריט קשור לרבקה דרדרק וגרהאם האטפול באוניברסיטת פיטסבורג שהיו להם אוסף של פאגים. תוכנית הציידים הפאגיים של הברית לחינוך מדעי, שמקדמת גנומיקה ומדע אבולוציוני (SEA-PHAGES), שהיא קורס מחקר לתואר ראשון, סייעה בהרכבת האוסף. שלבים רבים התגלו על ידי חפירה באדמה.

החוקרים מאוניברסיטת פיטסבורג היו עם הפאג'ים לניסויים, אך הם לא ידעו אילו יהרגו את Mycobacterium abscessus חיידקים שהדביקו את Holdaway. הם בילו שבועות בגידול חיידקים וטיפול בהם בפאגות שונות. בשנת 2018, בקטריופאג שהם כינו בוצי הרג חיידקים בצלחת פטרי.

למרות שבוצי היה ממצא חשוב, החוקרים ידעו שגם חיידקים יכולים להיות עמידים בפני פאגים. הם רצו למצוא מספר פאגים המסוגלים להשתמש במחזור הליטי לטיפול בזיהום של הנער. חודשים אחר כך הם מצאו שהפאגים ש- ZoeJ ו- BP יכולים להשפיע גם על החיידקים. הצוות נאלץ לשנות גנטית את ZoeJ ו- BP כדי להפוך אותם לליטיים במקום ליזוגניים. הם יצרו קוקטייל סמים משלושת הפאגים הללו עבור הולדוויי.

החוקרים מאוניברסיטת פיטסבורג העבירו את קוקטייל הפאגים שלהם לבית החולים הגדול אורמונד סטריט בלונדון. בשלב זה, הזיהום של הולדוויי המשיך להתפשט, והיה לה סיכוי של 1% לשרוד. רופאים בבית החולים נתנו לה IV של הפאגים והשתמשו בחלקם במלח, שאותו החילו על עורה.

Holdaway הצליח לעזוב את בית החולים לאחר תשעה ימים. הפצעים בפרק כף היד נעלמו, עורה השתפר והכבד שלה היה טוב יותר. היא ממשיכה לקבל טיפול פאגי גם היום. הרופאים ציינו כי היה לה "כמעט ללא תופעות לוואי" מהפאגים. עם זאת, חוקרים מהססים לקרוא לזה תרופה מלאה בשלב זה.

למרות שאחרים טופלו בטיפול בפאגים בעבר, מה שמייחד את המקרה של הולדווי הוא השימוש בבקטריופאגים מהונדסים גנטית. החוקרים מחקו גן בפאגים ולא הוסיפו שום חדש.

מדענים רוצים לראות מחקרים קליניים גדולים לפני שתתמוך בטיפול בפאג 'כטיפול יעיל בזיהומים חיידקיים. מקרים אנקדוטליים כמו של Holdaway מספקים תקווה אך אינם מספיקים לפאגים שיימכרו בבית המרקחת המקומי שלך בקרוב.

החוקרים גם מזהירים כי טיפול בפאגים הוא מאוד ספציפי. הפאגים שהרגו את הזיהום בגופו של הולדווי לא פעלו עבור חולה עם זן אחר של החיידקים. למרות העניין, ספריות הפאגים עדיין קטנות יחסית לזו הקיימת לחיידקים. על מנת שיהפכו לטיפול מקובל, יצטרכו לקרות הרבה יותר מחקר.

דבר אחד שנותן תקווה לחוקרי הפאגים הוא העניין הגובר בתחומם בגלל ההתעצמות עמידות לאנטיביוטיקה מסביב לעולם. זיהומים שהיו מטופלים באנטיביוטיקה אחת הופכים כעת לעמידים לתרופות מרובות. עם זאת, פאגים אינם קלים לשימוש כטיפול ומגיעים עם אתגרים מרובים. למשל, לוקח זמן לבודד ולמצוא את הפאג 'הנכון שיכול להרוג כל סוג של חיידקים.

ישנם יתרונות בשימוש בפאג'ים במקום באנטיביוטיקה מסורתית. פאגים אינם תוקפים את תאי האדם והם ספציפיים מאוד לחיידקים. הם לא ישבשו את מיקרוביום המעיים ויגרמו לבעיות עיכול כמו אנטיביוטיקה טיפוסית. פאגים עובדים גם על חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה, וקשה יותר לחיידקים לפתח עמידות לפאגים מכיוון שהתאים שלהם נהרסים. לטיפול בפאגי יש הרבה הבטחות כטיפול מותאם אישית בעתיד.