Phages: Заміна антибіотиків?

• Автор:
• ім'я автора

  Quantumrun Foresight
• Травень 6, 2022

Короткий огляд

Фаги, віруси, розроблені для вибіркового націлювання та знищення конкретних бактерій, пропонують багатообіцяючу альтернативу антибіотикам, які стали менш ефективними через надмірне використання та резистентність бактерій. Застосування фагів поширюється не тільки на хвороби людини, але й на тваринництво та виробництво продуктів харчування, потенційно підвищуючи врожайність, знижуючи витрати та надаючи фермерам нові інструменти для боротьби з бактеріями. Довгострокові наслідки фагів включають збалансований глобальний розподіл їжі та зростання підгалузей охорони здоров’я, а також виклики, такі як потенційні екологічні наслідки, етичні дебати та ризик нових інфекцій, стійких до антибіотиків.

Фаги контексту

За останнє століття антибіотики забезпечили людям важливий захист від широкого спектру хвороб. Однак їх надмірне використання призвело до того, що деякі бактерії стають дедалі стійкішими до більшості, а в деяких випадках і до всіх відомих антибіотиків. На щастя, фаги є багатообіцяючою альтернативою для захисту від небезпечного потенційного майбутнього, повного стійких до антибіотиків захворювань. 

Згідно з класифікаційною базою даних Всесвітньої організації охорони здоров’я, з 2000 по 2015 рік використання антибіотиків у всьому світі зросло на 26.2 відсотка. Надмірне використання антибіотиків в останні десятиліття спричинило формування стійкості кількох цільових бактерій до протимікробних препаратів. Ця розробка зробила як людей, так і худобу більш вразливими до бактеріальних інфекцій і сприяла розвитку так званих «супербактерій». 

Фаги пропонують багатообіцяюче рішення цієї тенденції розвитку, оскільки вони діють інакше, ніж антибіотики; простіше кажучи, фаги — це віруси, створені для вибіркового націлювання та знищення певних форм бактерій. Фаги шукають і потім вводять себе в цільові бактеріальні клітини, розмножуючись, поки бактерії не будуть знищені, а потім розсіюються. Обіцянка фагів лікувати бактерії змусила техаський університет A&M відкрити Центр фагової технології в 2010 році. 

Руйнівний вплив

PGH та кілька інших стартапів вважають, що фаги можуть бути застосовані не тільки для лікування захворювань людини, а саме у тваринництві та харчовій промисловості. Порівняльна доступність виробництва фагової терапії та отримання дозволу Федерального управління з лікарських засобів у США збережуть ціни порівнянними з антибіотиками та дозволять фермерам отримати доступ до нової зброї для боротьби з бактеріями. Однак фаги необхідно зберігати при 4°C, що створює складність матеріально-технічного зберігання для їх широкого використання. 

Завдяки фагам, які пропорційно самопідсилюють віруси, необхідні для знищення цільових бактерій, фермери більше не можуть турбуватися про небезпеку бактеріальних захворювань у худобі. Подібним чином фаги також можуть допомогти продовольчим культурам захиститися від бактеріальних захворювань, тим самим допомагаючи фермерам підвищити врожайність і прибутки, оскільки можна зібрати більші врожаї, і врешті-решт дозволити сільськогосподарській галузі знизити витрати та збільшити операційну маржу. 

До кінця 2020-х років завдяки цим вражаючим перевагам лікування фагами буде прийнято в комерційних масштабах, особливо в країнах, які виробляють значний експорт сільськогосподарської продукції. Необхідність зберігати фаги при відповідних температурах також може призвести до розробки нових типів мобільних холодильних установок для підтримки використання фагів у сільському господарстві та галузях охорони здоров’я. Крім того, у 2030-х роках вчені можуть розробити методи зберігання, які не вимагають охолодження, як-от сушіння розпиленням, що потенційно дозволить зберігати фаги при кімнатній температурі протягом тривалого часу. 

Наслідки фагів

Більш широке значення фагів може включати:

• Надлишки продовольства, досягнуті завдяки збільшенню врожаїв і надлишку виробництва, розподіляються в країнах, які страждають від нестачі продовольства, що призводить до більш збалансованого глобального розподілу продовольства та потенційно зменшує голод у бідних регіонах.
• Збільшення середньої тривалості життя та зниження витрат на медичне обслуговування людей і худоби, які страждають від інфекцій, стійких до антибіотиків, які нарешті можуть отримати лікування, коли його раніше не було, що призвело до здоровішого населення та більш стійких систем охорони здоров’я.
• Прискорене зростання підгалузі охорони здоров’я, присвяченої дослідженню, виробництву та розповсюдженню фагів, що створює нові можливості працевлаштування та сприяє економічному зростанню в секторі біотехнологій.
• Скромні показники зростання населення в усьому світі, оскільки фаги можуть допомогти знизити рівень дитячої смертності, що призведе до більш стабільних демографічних тенденцій і потенційних економічних вигод від зростання робочої сили.
• Потенційна надмірна залежність від фагів у сільському господарстві, що призводить до непередбачуваних екологічних наслідків і проблем у підтримці біорізноманіття.
• Етичні проблеми та дискусії щодо використання фагів у медицині та сільському господарстві, що призводить до складних нормативних ландшафтів, які можуть перешкоджати прогресу в деяких регіонах.
• Потенціал для формування монополій або олігополій в індустрії фагів, що призведе до нерівного доступу до цих життєво важливих ресурсів і потенційного негативного впливу на менші підприємства та споживачів.
• Ризик появи нових штамів інфекцій, стійких до антибіотиків, через неправильне використання фагів, що призводить до подальших проблем у сфері охорони здоров’я та потенційних криз у громадському здоров’ї.

Питання для розгляду

• Яким може бути негативний вплив фагів на сільськогосподарську та медичну галузі? 
• Чи вірите ви, що супербактерії та віруси можуть стати стійкими до фагів?