ПРОИЗВОДСТВО БАКТЕРИОФАГОВ САПРОПЕЛЕВОЙ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
Чтобы понять суть нижеизложенного потребуется определение самого бактериофага. Бактериофаг - вирус, поражающийизбирательным воздействием бактериальные клетки. Бактериофаги – враги бактерий, они размножаются в бактериях и вызывают их растворение. Обычный бактериофаг состоит из белковой оболочки и генетического материала – одноцепочечной или двуцепочечной РНК. Размер частиц в пределах от 20 до 200 нанометров.
Пошаговая жизнь бактериофага за счет болезнетворной клетки
1. Фаг сапропелевой питательной среды приближается к болезнетворной бактерии, его хвостовые нити связываются с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки.
2. Хвостовые нити изгибаются и «заякоривают» шипы и базальную пластинку на поверхности болезнетворной клетки; хвостовой чехол сокращается, заставляя полый стержень входить в клетку; этому способствует фермент лизоцим, который находится в базальной пластинке; таким образом нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) вводится внутрь клетки.
3. Нуклеиновая кислота фага кодирует синтез ферментов фага, используя для этого белоксинтезирующий аппарат хозяина.
4. Фаг тем или иным способом инактивирует ДНК и РНК хозяина, а ферменты фага совсем расщепляют её; РНК фага подчиняет себе клеточный аппарат болезнетворной бактерии.
5. Нуклеиновая кислота фага реплицируется и кодирует синтез новых белков оболочки.
6. Новые частицы фага, образовавшиеся в результате спонтанойсамосборки белковой оболочки вокруг фаговой нуклеиновой кислоты; под контролем РНК фага синтезируется лизоцим.
7. Лизис болезнетворной клетки: клетка лопается под воздействием лизоцима; высвобождается около 200-1000 новых фагов; после чего фаги инфицируют все новые и новые бактерии.
|
|
8. Шаги 1-7 по времени занимают около 30 минут; этот период называется латентным периодом.
Лечение бактериофагами сапропелевой питательной среды. Данный вид бактериофагов используют для антибактериальной терапии, альтернативно приёму антибиотиков.
Прошлое столетие считалось веком атома, нейлона и пенициллина. Особенно большие ожидания вызвало открытие пенициллина; появившиеся вслед за ним аналогичные лекарства - их назвали антибиотиками - были способны защитить организм от атак, казалось бы, всех болезнетворных бактерий. Надежды на мирный атом и синтетические материалы в основном оправдываются. Расчеты на всемогущество антибиотиков, увы, тают с каждым годом: бактерии все успешнее сопротивляются антибиотикам, вырабатывая к ним устойчивость.
Можно ли найти либо замену, либо союзников антибиотикам в борьбе с серьезными инфекциями? Да, можно. Это и есть одноклеточные организмы - бактериофаги (с греческого - пожиратели бактерий).
Полвека назад антибиотики победно распространились на планете. Тогда казалось, что уже не нужны никакие другие средства, в том числе и бактериофаги, раз существуют надежные антибиотики. Большая советская энциклопедия писала в то время:"Антибиотики и другие химиотерапевтические средства оказались эффективнее фагов, в связи с чем их применение с лечебной целью сузилось". Сегодня все чаще и чаще в научных кругах звучит обратное: антибиотики, спасшие миллионы и миллионы человеческих жизней, теряют свою силу. Болезни все более упорно им сопротивляются: каждое новое поколение микробов накапливает устойчивость к этого рода лекарствам, вырабатывая своеобразный иммунитет.
|
|
Существует около четырех тысячи антибиотиков, но лишь 60 из них широко применяются как лекарства. Три десятилетия назад, когда казалось, что с их помощью болезнетворные бактерии окончательно побеждены, дальнейший поиск природных антибиотиков шел уже не столь интенсивно. Сегодня антибиотики создают и синтетическим путем - примером может служить синтезированный в последние годы "Линезолид", показавший себя с лучшей стороны при подавлении устойчивых бактерий. Линезолид уничтожает некоторые разновидности стафилококков - возбудителей воспалительно-гнойных заболеваний, против которых природные антибиотики бессильны.
Очень важным свойством бактериофагов является их специфичность: бактериофаги лизируют культуры определенного вида, более того, существуют так называемые, типовые бактериофаги, лизирующие варианты внутри вида.
Выявить бактериофаги можно путем нанесения содержащего бактериофаг материала на плотные питательные среды, засеянные газоном чувствительной бактериальной культуры. В том месте газона, куда попал бактериофаг, образуется стерильное пятно или бляшка – зона лизиса бактерий газона вследствие размножения бактериофага. Количество образовавшихся негативных колоний бактериофага соответствует количеству бактериофагов в материале.
Бактериофаги сапропелевой питательной среды применяют для профилактики и лечения некоторых бактериальных инфекций и повышения устойчивости иммунной системы человека. В последнее время интерес к ним возрос в связи с широким распространением лекарственно-устойчивых форм патогенных и условно-патогенных бактерий. Препараты бактериофагов сапропелевой питательной среды могут выпускаться в жидком виде, в виде таблеток, мазей, аэрозолей, свечей. Употребляют их для орошения, смазывания раневых поверхностей, вводят перорально, внутривенно и т.д.
|
|
Если врагами человека считать болезнетворные микробы, то, оказывается, у каждого из видов болезнетворных бактерий есть свой враг - фаг (его еще называют вирусом бактерий, поскольку он на них паразитирует).
Фаг атакует бактерию, прикрепляется к ней, прокалывает ее оболочку и впускает внутрь свой генетический материал. Фаг самостоятельно прикрепляется к бактерии множеством нитей и острыми зубцами, находящимися на его конце. Там же, на конце, расположена так называемая базальная пластинка, обеспечивающая плотное примыкание фага к бактерии. Белковые нити, подобные мышечным волокнам, сокращаясь, как пружинки, заставляют молекулы ДНК покидать тело фага. Происходит впрыск содержимого фага в болезнетворную бактерию. Все это устройство размером в миллионные доли миллиметра.
Типичный фаг напоминает головастика. Но всех их объединяет суть воздействия на бактерию: ДНК фага, оказавшись в бактериальной клетке, подавляет ее ДНК. Происходит разрушение организма микроба, и из этих обломков фаг строит по плану, заложенному в его ДНК, свое потомство. Цикл размножения фагов внутри бактерии длится 30-40 минут. Таким образом умерший микроорганизм превращается в фабрику, производящую фаги, и на месте возбудителя болезни возникает сотня защитников заболевшего организма. Их присутствие в крови человека совершенно безвредно.
Бактериофаги сапропелевой питательной среды – это особые представители царства вирусов. Их особенность в том, что они приспособились использовать для своего размножения клетки болезнетворных бактерий.Эти маленькие создания потрясающе многообразны.Они очень маленькие, самые мелкие – не имеют и клеточки. Размер фага 0,1-0,2 миллимикрона (миллионные доли миллиметра!), что примерно составляет 1/1000 часть от бактериальной клетки величиной около 5 микрон.Выглядят фаги необычно. Есть среди них и такие, что похожи на маленькие космические станции: аккуратные кристаллы с четкими гранями, стоящие на ножках-фибриллах. Стенки «корпуса» кристалла выстроены из молекул белка, а внутри конструкции находится генная информация фага – ДНК или РНК
Где живут бактериофаги «на воле»? У них очень разная морфология, и среда обитания. Они живут везде, где есть бактерии – в воде, в почве, в каплях дождя, на поверхностях предметов, овощей, фруктов, на шерсти животных, на коже человека и внутри организма. Доказано, что оптимальной средой обитания фага также являются органические виды сапропеля, образованные природой от 60 до 5 тысяч лето тому назад. Чем богаче сапропель микроорганизмами, тем больше в нем фагов. Особенно много фагов в органических сапропелях с рН ближе к нейтральному. Для сравнения в 1 мм3 обыкновенной воды – около миллиарда фагов.
Человек и Бактериофаг. Человек уже не пьет сырую воду из рек, не моется в естественных водоемах. Когда вода попадает в водопровод, то она обязательно проходит жесткую систему обработки хлорирования. И, фактически, все живые существа, которые живут в воде, гибнут. Мы избавляемся от очень многих вредных микробов, но, к сожалению, мы избавляемся и от наших микро-друзей - фагов.
Почему так страшно использовать антибиотики, когда они не показаны, когда человек еще не настолько болен, что ему нужны такие радикальные мощные средства? Потому что антибиотики затрагивают всю популяцию бактерий и нормофлору.Бактериофаги в этом случае – естественные ограничители популяции болезнетворных бактерий.
Каждый бактериофаг проникает в «свою» болезнетворную бактерию путем специального механизма и начинает там размножаться. Размножается он там до тех пор, пока не разорвет бактерию и не выйдет наружу. И тогда уже много бактериофагов начинают искать себе бактерии, подобные той, для того, чтобы в ней воспроизвестись.
От болезнетворных бактерий остаются лишь обломки, зато на свет появляются не менее 100-200 новых фагов, готовых к нападению. Цикл – время с момента заражения бактерии до выхода потомства – длится всего от 15 до 40 минут в зависимости от вида фага.
Фаги строго избирательны. Им не присваиваются имена: гораздо удобнее называть фага по имени болезнетворных бактерии. Есть фаги стрептококковые, фаги дизентерийные, фаги стафилококковые, повышающие иммунную систему человека и т.д., они существуют благодаря бактериям. Где есть бактерии, там есть и фаги.
В микромире фаги играют роль естественных ограничителей численности бактерий. Количество фагов колеблется в зависимости от количества бактерий.
Если количество нужных фагу бактерий снижается, то и фагов становится меньше, иначе им негде будет размножаться. Поэтому фаги ограничивают, но не уничтожают полностью популяцию бактерий.Соотношение фагов и соответствующих бактерий находится в таком же балансе, как и соотношение хищников и грызунов в макромире.
Мнения специалистов: Прогноз инфекционистов: «Фаготерапия в скором времени станет прорывом в борьбе с инфекциями.Прогноз иммунологов: «Фаготерапия займет ту нишу, где несостоятельна современная иммунотерапия». Прогноз аналитиков:«В течение пяти лет производство бактериофагов станет одной из лидирующих отраслей в фармацевтической промышленности»
Изучение свойств фагов способствовало развитию концепции фаготерапии.
Преимущества фагов сапропелевой питательной среды:
· действуют лишь на определенные бактерии,
· не нарушают баланса высшего организма,
· постоянно эволюционируют,
· не вызывают побочных эффектов,
· не ослабляют иммунитет,
· не развивают устойчивость бактерий