Ce este bacteriofalele?

Bacteriofaje sau fagi (de la dr.-Grech. ᾰᾰγω - "devout") - viruși, care afectează selectiv celulele bacteriene. Cele mai multe ori bacteriofagii se înmulțesc în interiorul bacteriilor și le determină leză. De regulă, bacteriofagul constă dintr-o coajă de proteine ​​și material genetic.

Poveste

Bacteriologul englez Frederick scade la articolul 1915 a descris boala infecțioasă a Staphylococci, agentul infecțios a trecut prin filtre și ar putea fi transferat de la o colonie la alta. Indiferent de Frederick Tre, microbiologul francez-canadian Felix d`Elell la 3 septembrie 1917 a raportat deschiderea bacteriofagurilor. Împreună cu aceasta, se știe că microbiologul rus Nikolai Fyodorovich Gamalei în 1897 a observat mai întâi fenomenul bacteriilor de liză (un baston imicent) sub influența unui agent transfectat.

După deschiderea fenomenelor de bacteriofag, d`Elell a dezvoltat doctrina că bacteriofagurile de bacterii patogene, fiind paraziți lor, joacă un rol important în patogeneza infecțiilor, asigurând recuperarea organismului pacientului și apoi crearea unei imunități specifice. Această situație a atras atenția multor cercetători la fenomenul bacteriofagului, care trebuia să găsească un mijloc important de combatere a celor mai periculoase boli infecțioase ale omului și a animalelor în fagi. De asemenea, Felix d`Elell a prezentat presupunerea că bacteriofagii au o natură corpusculară. Cu toate acestea, numai după inventarea microscopului electronic a reușit să vadă și să exploreze ultrastructura de fugă.

Bacteriofaje în natură

Bacteriofagii sunt prezenți invizibil peste tot în lumea noastră - în ocean, sol, surse de apă adâncă, apă potabilă și alimente. Ele sunt cele mai prezentate formă de viață pe pământ - de la 10^treizeci la 10³² Particulele de fagi din biosferă - și joacă un rol-cheie în menținerea echilibrului tuturor ecosistemelor studiate. Bacteriofagele sunt regulatori naturali și luptători cu bacterii și oferă echilibru dinamic în natură, menținând în același timp constanța relativă a peisajului microbian în natură și limitarea creșterii populației de bacterii. Bacteriofagii sunt prezenți chiar și în alimentele noastre - bacteriofagii de alimente zilnice cu alimente, în care acestea sunt prezente în mod natural, reglementează echilibrul microbian în corpul uman.

Faimosul om de știință D, Erell a prezentat lumii bacteriofagurilor ca agenți antibacterieni naturali și sa oferit să le folosească pentru terapie - chiar înainte de deschiderea de antibiotice.

Clasificare

Două grupe de bacteriofaje disting: Moderată și virulentă. Fagii moderați se înmulțesc încet în interiorul celulei bacteriene afectate, sunt transmise în interiorul unei colonii bacteriene de la generare la generație, distrugând periodic celulele microbiene. Un astfel de efect se numește lizogen. Faguri speil, lovind cușca microbului, începe să se înmulțească rapid, ducând la moartea rapidă a celulei infectate. Un astfel de efect este numit lithic.

Ce probleme rezolvă preparatele de bacteriofag?

unu.Luptă eficientă cu infecțiile bacteriene

Vă permit să vă ocupați în mod eficient cu infecțiile bacteriene fără riscul de a dezvolta complicații pentru ficat, rinichi și alte organe vitale supuse acțiunii dăunătoare a agenților antibacterieni convenționali.

2.Consolidarea acțiunii antibioticelor

Când este utilizat cu un antibiotic, eficacitatea acestuia din urmă poate spori.

3.Distruge doar bacterii rău intenționate

Distruge bacteriile rău intenționate și își păstrează propriile bacterii "utile" pentru noi (microflora intestinală, microflora organelor genitale), fără a provoca disbacterioză.

4.Înlocuirea eficientă a antibioticelor

În absența unui efect față de utilizarea antibioticelor (cu stabilitatea bacteriilor la antibiotice) și prezența unei infecții cronice, recurente, bacteriofile sunt o alegere excelentă ca terapie farmaciană.

5. Minim de contraindicații

În prezența contraindicațiilor la utilizarea antibioticelor (cu diaree asociată cu antibiotice, încălcarea ficatului și a rinichiului etc.) - bacteriofagii sunt indispensabile.

6. Bacteriofagele pot fi utilizate atât în ​​interior cât și utilizate pentru utilizarea în aer liber

Bacteriofagele pot fi utilizate atât în ​​interior, cât și utilizate pentru utilizare în aer liber, care rezolvă problema nu numai la nivelul întregului corp, ci și la nivel local în locația infecției.

Mecanism de acțiune bacteriofag

Virusul pătrunde în celula bacteriei patogene, introduse în genomul său și începe să se înmulțească. După acumularea în interiorul celulei bacteriene a unui anumit număr de particule virale noi (virioni), celula este distrusă, virușii depășesc și infectează noile celule bacteriene.

Ciclul de viață bacteriofag

1. FAG abordează bacteriile, iar firele de coadă sunt asociate cu zonele receptorului de pe suprafața celulei bacteriene.
2. Firele de coadă sunt îndoite și "corpuse" și placa bazală de pe suprafața carcasei celulare sunt reduse, forțând tija goală să intre în celulă care să fie facilitată de enzima Lizomim, care este în placa bazală, acidul nucleic (ADN sau ARN) este introdus în interiorul celulei.
3. Acidul fagului nucleic codifică sinteza enzimelor de fagi folosind seful gazdă pentru acest lucru.
4. PHAG inactivează ADN-ul și ARN-ul proprietarului, iar enzimele de fagi își împărtășesc complet ARN-ul de fage subordonați aparatul celular.
5. Acidul de fagi nucleic este reprodus și codifică sinteza proteinelor noi.
6. Noi particule de fag formate ca urmare a auto-asamblarea spontană a carcasei proteinei din jurul acidului nucleic fag, sub controlul lizozimului sintetizat al ARN-ului.
7. Celulele LISAARA: celula a izbucnit sub influența lizozimului - este eliberată aproximativ 200-1000 de faze noi de fagi infectează alte bacterii.
8. Etapele 1-7 în timp ocupă aproximativ 30 de minute - această perioadă se numește perioada latentă.

Două laturi ale medaliei

Avantaje

Bacteriile pierd sensibilitatea la acțiunea antibioticelor. Industria farmaceutică sintetizează neobosit altele. Cu toate acestea, se știe că posibilitățile de sinteză a antibioticelor sunt limitate. La acțiunea antibioticelor bacteriofalelor se adaptează foarte tare și, potrivit experților, microbii nu pot dezvolta rezistență la complexul mai multor bacteriofaje;. În plus, bacteriofile practic nu au efecte secundare, fenomenele alergice sunt mai puțin frecvente, pot fi combinate cu orice medicament. Bacteriofile în acest moment s-au dovedit în tratamentul bolilor urologice, a proceselor purulente în intervenția chirurgicală, precum și în tratamentul bolilor infecțioase intestinale la nou-născuți.

dezavantaje

1. Din păcate, deficiențele bacteriofalelor medicale, de asemenea, foarte mult. Cea mai importantă problemă provine din demnitate - specificitatea ridicată a fagilor. Fiecare bacteriofag infectează un tip strict definit de bacterii, nici măcar un aspect taxonomic, ci o serie de soiuri mai înguste, tulpini. Având în vedere cum dacă câinele de supraveghere a început să scadă numai pe impermeabilul negru, creșterea de două metri în impermeabilul negru și adolescentul care urcă în casă nu a reacționat în nici un caz. Prin urmare, pentru preparatele curente de fag, există cazuri de aplicații ineficiente. Medicamentul realizat împotriva unui anumit set de tulpini și care participă perfect la angina streptococic în Smolensk poate fi neputincios împotriva tuturor semnelor aceleiași angine în Kemerovo. Boala este aceeași, cauzată de aceeași microbină, iar tulpinile de streptococcus în diferite regiuni se dovedesc a fi diferite.

Pentru cea mai eficientă utilizare a bacteriofagiei, este necesară diagnosticarea exactă a microbului patogenic, până la tulpina. Cea mai comună metodă de diagnosticare - însămânțarea culturii - durează mult timp și acuratețea necesară nu dă. Metodele rapide - Tiparea cu o reacție în lanț de polimerază sau spectrometrie de masă - sunt introduse lent datorită costului ridicat al echipamentului și calificărilor mai mari pentru tehnicienii de laborator. În mod ideal, selecția componentelor PHA ale medicamentului ar putea fi făcută împotriva infecției fiecărui pacient, dar este costisitoare și în practică inacceptabilă.

1. O altă lipsă importantă a fagilor - natura lor biologică. În plus față de faptul că bacteriofagii pentru menținerea infecțiunii necesită condiții speciale de depozitare și transport, o astfel de metodă de tratament deschide spațiu pentru o varietate de speculații pe tema "ADN străin în om". Și, deși se știe că bacteriofagul, în principiu, nu poate infecta celula umană și să-și introducă ADN-ul în ea, să schimbe dificilă opinia publică.
2. A naturii biologice și destul de mari, în comparație cu medicamentele cu greutate moleculară mică (aceleași antibiotice), mărimea fluxul a treia limitare - problema livrării bacteriofagului la corp. Dacă infecția microbiană se dezvoltă acolo, în cazul în care bacteriofagul poate fi aplicat direct sub formă de picături, spray sau clismă, - pe piele, răni deschise, arsuri, tei de nazofrmal, urechi, ochi și un intestin gros - atunci sunt fără probleme.
3. Dar dacă infecția are loc în organele interne, situația este mai dificilă. Sunt cunoscute cazuri de vindecare reușită a infecțiilor renale sau splină cu administrarea obișnuită orală a preparatului de bacteriofag. Dar mecanismul de penetrare însăși este particulele de fagi relativ mari (100 nm) din stomac în sânge și în organele interne sunt înțelese prost și vor fi foarte mult de la pacient la pacient. Bacteriofilele sunt neputincioase și împotriva acelor microbi care se dezvoltă în interiorul celulelor, cum ar fi tuberculoza și lepra. Prin peretele celulei umane, bacteriofia nu poate ajunge.

Trebuie remarcat faptul că nu ar trebui să se opună utilizării bacteriofalelor și a antibioticelor în scopuri medicale. Cu acțiunea lor comună, se observă creșterea reciprocă a efectului antiobacterian. Acest lucru permite, de exemplu, reducerea dozei de antibiotice la valorile care nu cauzează efecte secundare pronunțate. În consecință, mecanismul de dezvoltare a bacteriilor de stabilitate față de ambele componente ale medicamentului combinat este aproape imposibil.

Extinderea arsenalului medicamentelor antimicrobiene oferă mai multe grade de libertate în alegerea tehnicii de tratament. Astfel, dezvoltarea științifică a conceptului de utilizare a bacteriofagurilor în terapia antimicrobiană este o direcție în perspectivă. Bacteriofagele nu sunt atât de multă alternativă ca o adăugare și îmbunătățire în lupta împotriva infecțiilor.

Aplicație

În medicină

Una dintre domeniile de utilizare a bacteriofagurilor este terapia antibacteriană, o admitere alternativă a antibioticelor. De exemplu, se utilizează bacteriofaguri: streptococcal, stafilococcal, pebesieloză, polivalent dysenteric, piobacteriofag, dacă, proteine ​​și quiprotană și altele. În prezent, acestea sunt utilizate pentru a trata infecțiile bacteriene care nu sunt sensibile la tratamentul tradițional cu antibiotice, în special în Republica Georgia. De obicei, utilizarea bacteriofagurilor este însoțită de antibiotice mari decât antibiotice, unde sunt prezente membrane biologice, acoperite cu polizaharide, prin care antibioticele nu penetrează de obicei. În prezent, utilizarea terapeutică a bacteriofilor nu a primit aprobarea în Occident, deși fagii se aplică pentru a distruge bacteriile care cauzează otrăvirea alimentară, cum ar fi licențele. În mulți ani de experiență în volumul zonelor mari și rurale, a fost dovedită o eficacitate terapeutică și preventivă neobișnuit de ridicată a bacteriofagiei dysenterice.

În biologie

Bacteriofilele sunt utilizate în ingineria genetică ca vectori care transportă secțiuni ADN și transmisia de transmisie naturală între bacterii prin intermediul unor fagi (transducție).

Vectorii de fagi sunt de obicei creați pe baza bacteriofagului moderat λ, conținând o moleculă de ADN liniară cu două catene. Umerii stângi și dreapta ai fagului au toate genele necesare pentru un ciclu litic (replicare, reproducere). Partea centrală a genomului bacteriofagului λ (conține gene de control de leasing, adică integrarea sa în ADN-ul celulei bacteriene) nu este esențială pentru reproducerea sa și este de aproximativ 25 mii perechi de nucleotide. Această parte poate fi înlocuită cu un fragment de ADN străin. Astfel de fagi modificați trec ciclul bibliotecii, dar contractele de leasing nu apar. Vectorii bazați pe bacteriofag λ sunt utilizați pentru a clona fragmente de ADN eukariotes (adică gene mai mari) de până la 23 mii perechi de nucleotide (t. P. N.). Iar fagii fără inserții sunt mai mici de 38 de tone. P. N. sau, dimpotrivă, cu inserții prea mari - mai mult de 52 de tone. P. N. Nu dezvoltați și nu afectează bacteriile.

Deoarece reproducerea bacteriofagului este posibilă numai în celulele vii, bacteriofagurile pot fi utilizate pentru a determina viabilitatea bacteriilor. Această zonă are mari perspective, deoarece una dintre aspectele principale din diferite procese biotehnologice este de a determina viabilitatea culturilor utilizate. Folosind metoda de analiză electro-optică a suspensiilor celulare, posibilitatea studierii etapelor interacțiunii celulei microbiene de fagi.