Φάγοι: Η αντικατάσταση των αντιβιοτικών;

• Συγγραφέας:
• όνομα συγγραφέα

  Quantumrun Foresight
• 6 Μαΐου 2022

Περίληψη Insight

Οι φάγοι, ιοί που έχουν σχεδιαστεί για να στοχεύουν επιλεκτικά και να σκοτώνουν συγκεκριμένα βακτήρια, προσφέρουν μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση στα αντιβιοτικά, τα οποία έχουν γίνει λιγότερο αποτελεσματικά λόγω της υπερβολικής χρήσης και της προκύπτουσας βακτηριακής αντοχής. Η εφαρμογή των φάγων εκτείνεται πέρα ​​από τις ανθρώπινες ασθένειες στα ζώα και την παραγωγή τροφίμων, αυξάνοντας δυνητικά τις αποδόσεις των καλλιεργειών, μειώνοντας το κόστος και παρέχοντας νέα εργαλεία καταπολέμησης των βακτηρίων στους αγρότες. Οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις των φάγων περιλαμβάνουν την ισορροπημένη παγκόσμια διανομή τροφίμων και την ανάπτυξη σε υποβιομηχανίες υγειονομικής περίθαλψης, καθώς και προκλήσεις όπως πιθανές οικολογικές συνέπειες, ηθικές συζητήσεις και τον κίνδυνο νέων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά λοιμώξεων.

Πλαίσιο φάγων

Τα αντιβιοτικά έχουν προσφέρει στους ανθρώπους μια κρίσιμη άμυνα ενάντια σε ένα ευρύ φάσμα ασθενειών τον τελευταίο αιώνα. Ωστόσο, η υπερβολική χρήση τους έχει οδηγήσει σε ορισμένα βακτήρια να γίνονται όλο και πιο ανθεκτικά στα περισσότερα, και σε ορισμένες περιπτώσεις, σε όλα τα γνωστά αντιβιοτικά. Ευτυχώς, οι φάγοι αντιπροσωπεύουν μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση για την άμυνα ενάντια σε ένα επικίνδυνο δυνητικό μέλλον γεμάτο με ασθένειες ανθεκτικές στα αντιβιοτικά. 

Μεταξύ 2000 και 2015, η χρήση αντιβιοτικών αυξήθηκε κατά 26.2 τοις εκατό παγκοσμίως, σύμφωνα με μια βάση δεδομένων ταξινόμησης του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας. Η υπερβολική χρήση αντιβιοτικών τις τελευταίες δεκαετίες έχει προκαλέσει πολλά στοχευμένα βακτήρια να δημιουργήσουν αντίσταση στα αντιμικροβιακά φάρμακα. Αυτή η εξέλιξη έχει κάνει τόσο τους ανθρώπους όσο και τα ζώα ζώα πιο ευάλωτα σε βακτηριακές λοιμώξεις και συνέβαλε στην ανάπτυξη των λεγόμενων «υπερμικροβίων». 

Οι φάγοι προσφέρουν μια πολλά υποσχόμενη λύση σε αυτήν την αναπτυσσόμενη τάση επειδή λειτουργούν διαφορετικά από τα αντιβιοτικά. Απλώς, οι φάγοι είναι ιοί που έχουν κατασκευαστεί για να στοχεύουν επιλεκτικά και να σκοτώνουν συγκεκριμένες μορφές βακτηρίων. Οι φάγοι αναζητούν και στη συνέχεια εγχέονται μέσα σε στοχευμένα βακτηριακά κύτταρα, αναπαράγονται μέχρι να καταστραφούν τα βακτήρια και στη συνέχεια διασπείρονται. Η υπόσχεση που έδειξαν οι φάγοι για τη θεραπεία των βακτηρίων οδήγησε το Πανεπιστήμιο A&M του Τέξας να ανοίξει το Κέντρο Τεχνολογίας Φάγων το 2010. 

Αποδιοργανωτικός αντίκτυπος

Η PGH και πολλές άλλες νεοφυείς επιχειρήσεις πιστεύουν ότι οι φάγοι θα μπορούσαν να εφαρμοστούν πέρα ​​από τις ανθρώπινες ασθένειες, ειδικά στις βιομηχανίες κτηνοτροφίας και παραγωγής τροφίμων. Η συγκριτική οικονομική προσιτότητα της κατασκευής θεραπειών φάγων και η απόκτηση άδειας από την Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Φαρμάκων στις ΗΠΑ θα διατηρήσει τις τιμές συγκρίσιμες με τα αντιβιοτικά και θα επέτρεπε στους αγρότες να έχουν πρόσβαση σε νέα όπλα καταπολέμησης βακτηρίων. Ωστόσο, οι φάγοι πρέπει να φυλάσσονται στους 4°C, γεγονός που αποτελεί πρόκληση υλικοτεχνικής αποθήκευσης για την ευρεία χρήση τους. 

Με τους φάγους να αυτοενισχύουν αναλογικά τους ιούς που είναι απαραίτητοι για την καταστροφή στοχευμένων βακτηρίων, οι αγρότες δεν θα μπορούσαν πλέον να ανησυχούν για τους κινδύνους βακτηριακής νόσου στα ζώα τους. Ομοίως, οι φάγοι μπορούν επίσης να βοηθήσουν τις καλλιέργειες τροφίμων να αμυνθούν από βακτηριακές ασθένειες, βοηθώντας έτσι τους αγρότες να αυξήσουν τις αποδόσεις και τα κέρδη τους καθώς συγκομίζονται μεγαλύτερες καλλιέργειες και τελικά να επιτρέψουν στη γεωργική βιομηχανία να μειώσει το κόστος και να αυξήσει τα λειτουργικά τους περιθώρια. 

Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 2020, αυτά τα εντυπωσιακά οφέλη θα δουν τις θεραπείες φάγου να υιοθετούνται σε εμπορική κλίμακα, ειδικά σε χώρες που παράγουν σημαντικές γεωργικές εξαγωγές. Η ανάγκη αποθήκευσης φάγων σε κατάλληλες θερμοκρασίες μπορεί επίσης να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων τύπων κινητών ψυκτικών μονάδων για την υποστήριξη της χρήσης φάγων στη βιομηχανία της γεωργίας και της υγειονομικής περίθαλψης. Εναλλακτικά, στη δεκαετία του 2030 μπορεί οι επιστήμονες να αναπτύσσουν μεθόδους αποθήκευσης που δεν απαιτούν ψύξη, όπως ξήρανση με ψεκασμό, η οποία θα μπορούσε ενδεχομένως να επιτρέψει στους φάγους να αποθηκεύονται σε θερμοκρασία δωματίου για παρατεταμένες περιόδους. 

Επιπτώσεις των φάγων

Οι ευρύτερες επιπτώσεις των φάγων μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Τα πλεονάσματα τροφίμων που επιτυγχάνονται μέσω της αύξησης της συγκομιδής και της πλεονάζουσας παραγωγής που διανέμονται σε χώρες που υποφέρουν από ελλείψεις τροφίμων, οδηγώντας σε μια πιο ισορροπημένη παγκόσμια διανομή τροφίμων και δυνητικά μετριάζοντας την πείνα στις φτωχές περιοχές.
• Αύξηση του προσδόκιμου ζωής και μείωση του κόστους υγειονομικής περίθαλψης για ανθρώπους ασθενείς και ζώα που πάσχουν από ανθεκτικές στα αντιβιοτικά λοιμώξεις που μπορούν τελικά να λάβουν θεραπεία όταν δεν ήταν διαθέσιμη προηγουμένως, με αποτέλεσμα έναν υγιέστερο πληθυσμό και πιο βιώσιμα συστήματα υγειονομικής περίθαλψης.
• Η επιταχυνόμενη ανάπτυξη μιας υποβιομηχανίας υγειονομικής περίθαλψης αφιερωμένης στην έρευνα, την παραγωγή και τη διανομή φάγων, που οδηγεί σε νέες ευκαιρίες απασχόλησης και συμβάλλει στην οικονομική ανάπτυξη στον τομέα της βιοτεχνολογίας.
• Τα στοιχεία που υποστηρίζουν μέτρια την αύξηση του πληθυσμού παγκοσμίως, καθώς οι φάγοι μπορεί να συμβάλουν στη μείωση των ποσοστών παιδικής θνησιμότητας, οδηγώντας σε πιο σταθερές δημογραφικές τάσεις και πιθανά οικονομικά οφέλη από το αυξανόμενο εργατικό δυναμικό.
• Η πιθανή υπερβολική εξάρτηση από τους φάγους στη γεωργία, που οδηγεί σε απρόβλεπτες οικολογικές συνέπειες και προκλήσεις στη διατήρηση της βιοποικιλότητας.
• Ηθικές ανησυχίες και συζητήσεις σχετικά με τη χρήση των φάγων στην ιατρική και τη γεωργία, οδηγώντας σε πολύπλοκα ρυθμιστικά τοπία που μπορεί να εμποδίσουν την πρόοδο σε ορισμένες περιοχές.
• Η δυνατότητα δημιουργίας μονοπωλίων ή ολιγοπωλίων στη βιομηχανία φάγων, οδηγώντας σε άνιση πρόσβαση σε αυτούς τους ζωτικούς πόρους και πιθανές αρνητικές επιπτώσεις σε μικρότερες επιχειρήσεις και καταναλωτές.
• Ο κίνδυνος εμφάνισης νέων στελεχών λοιμώξεων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά λόγω ακατάλληλης χρήσης φάγων, που οδηγεί σε περαιτέρω προκλήσεις στην υγειονομική περίθαλψη και πιθανές κρίσεις στη δημόσια υγεία.

Ερωτήσεις προς εξέταση

• Ποιος θα μπορούσε να είναι ο αρνητικός αντίκτυπος των φάγων στις βιομηχανίες της γεωργίας και της υγείας; 
• Πιστεύετε ότι τα υπερβακτηρίδια και οι ιοί θα μπορούσαν να γίνουν ανθεκτικά στους φάγους;