Фаги: замена антибиотикам?

• Автор:
• Имя автора

  Квантумран Форсайт
• 6 мая 2022

Сводка статистики

Фаги, вирусы, созданные для избирательного воздействия и уничтожения конкретных бактерий, предлагают многообещающую альтернативу антибиотикам, которые стали менее эффективными из-за чрезмерного использования и, как следствие, бактериальной резистентности. Применение фагов распространяется не только на человеческие болезни, но и на животноводство и производство продуктов питания, потенциально повышая урожайность сельскохозяйственных культур, снижая затраты и предоставляя фермерам новые инструменты борьбы с бактериями. Долгосрочные последствия использования фагов включают сбалансированное глобальное распределение продуктов питания и рост подотраслей здравоохранения, а также такие проблемы, как потенциальные экологические последствия, этические дебаты и риск новых инфекций, устойчивых к антибиотикам.

Контекст фагов

За последнее столетие антибиотики предоставили людям важнейшую защиту от широкого спектра болезней. Однако их чрезмерное использование привело к тому, что некоторые бактерии стали более устойчивыми к большинству, а в некоторых случаях и ко всем известным антибиотикам. К счастью, фаги представляют собой многообещающую альтернативу для защиты от опасного потенциального будущего, наполненного устойчивыми к антибиотикам болезнями. 

Согласно классификационной базе данных Всемирной организации здравоохранения, в период с 2000 по 2015 год использование антибиотиков во всем мире выросло на 26.2 процента. Чрезмерное использование антибиотиков в последние десятилетия привело к тому, что некоторые целевые бактерии приобрели устойчивость к противомикробным препаратам. Это развитие сделало как людей, так и домашний скот более уязвимыми к бактериальным инфекциям и способствовало развитию так называемых «супербактерий». 

Фаги предлагают многообещающее решение этой развивающейся тенденции, поскольку они действуют иначе, чем антибиотики; Проще говоря, фаги — это вирусы, которые были созданы для избирательного поражения определенных форм бактерий. Фаги ищут и затем внедряются внутрь целевых бактериальных клеток, размножаясь до тех пор, пока бактерии не будут уничтожены, а затем рассеиваются. Обещание, которое показали фаги в лечении бактерий, побудило Техасский университет A&M открыть в 2010 году Центр фаговых технологий. 

Разрушительное воздействие

PGH и несколько других стартапов полагают, что фаги можно применять не только в борьбе с болезнями человека, особенно в животноводстве и пищевой промышленности. Сравнительная доступность производства фаговой терапии и получение разрешения Федерального управления по лекарственным средствам в США позволят сохранить цены на сопоставимых с антибиотиками и дадут фермерам доступ к новому оружию для борьбы с бактериями. Однако фаги необходимо хранить при температуре 4°C, что создает трудности с логистикой хранения при их широком использовании. 

Поскольку фаги пропорционально самоумножают вирусы, необходимые для уничтожения целевых бактерий, фермеры больше не могут беспокоиться об опасностях бактериальных заболеваний у своего скота. Аналогичным образом, фаги также могут помочь продовольственным культурам защититься от бактериальных заболеваний, тем самым помогая фермерам повысить урожайность и прибыль за счет возможности сбора более крупных урожаев, и в конечном итоге позволяют сельскохозяйственной отрасли снизить затраты и увеличить свою операционную прибыль. 

К концу 2020-х годов эти впечатляющие преимущества приведут к тому, что обработка фагами будет принята в коммерческих масштабах, особенно в странах, производящих значительный экспорт сельскохозяйственной продукции. Необходимость хранить фаги при соответствующих температурах может также привести к разработке новых типов мобильных холодильных установок для поддержки использования фагов в сельском хозяйстве и здравоохранении. В качестве альтернативы, в 2030-х годах ученые могут разработать методы хранения, не требующие охлаждения, такие как сушка распылением, что потенциально может позволить хранить фаги при комнатной температуре в течение длительного периода времени. 

Последствия фагов

Более широкие последствия использования фагов могут включать:

• Излишки продовольствия, достигаемые за счет увеличения урожаев и распределения избыточного производства в странах, страдающих от нехватки продовольствия, приводят к более сбалансированному глобальному распределению продовольствия и потенциально уменьшают голод в бедных регионах.
• Увеличение продолжительности жизни и снижение затрат на здравоохранение для людей и домашнего скота, страдающего от инфекций, устойчивых к антибиотикам, которые, наконец, могут получить лечение, когда раньше оно не было доступно, что приводит к более здоровому населению и более устойчивым системам здравоохранения.
• Ускоренный рост подотрасли здравоохранения, занимающейся исследованиями, производством и распространением фагов, ведет к появлению новых возможностей трудоустройства и способствует экономическому росту в секторе биотехнологий.
• Умеренная поддержка показателей роста населения во всем мире с помощью фагов может помочь снизить уровень детской смертности, что приведет к более стабильным демографическим тенденциям и потенциальным экономическим выгодам от растущей рабочей силы.
• Потенциальная чрезмерная зависимость от фагов в сельском хозяйстве, ведущая к непредвиденным экологическим последствиям и проблемам в поддержании биоразнообразия.
• Этические проблемы и дебаты по поводу использования фагов в медицине и сельском хозяйстве приводят к созданию сложной нормативно-правовой базы, которая может препятствовать прогрессу в некоторых регионах.
• Возможность формирования монополий или олигополий внутри фаговой индустрии, что приведет к неравному доступу к этим жизненно важным ресурсам и потенциальному негативному воздействию на малый бизнес и потребителей.
• Риск появления новых штаммов инфекций, устойчивых к антибиотикам, из-за неправильного использования фагов, что приведет к дальнейшим проблемам в здравоохранении и потенциальным кризисам общественного здравоохранения.

Вопросы для рассмотрения

• Каким может быть негативное влияние фагов на сельское хозяйство и здравоохранение? 
• Верите ли вы, что супербактерии и вирусы могут стать устойчивыми к фагам?