• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Genetiskt konstruerade virus dödade bakterier för att rädda en flickors liv

    När Isabelle Holdaway utvecklade en allvarlig bakterieinfektion efter en lungtransplantation, hade hon få alternativ för behandling. Infektionen spriddes över hela kroppen och var resistent mot antibiotika. Men hon gjorde en fantastisk återhämtning tack vare genetiskt manipulerade virus som dödade bakterierna.
    Isabelle Holdaways berättelse

    Isabelle Holdaway var 15 år gammal när hon fick en lungtransplantation på grund av cystisk fibros. Eftersom organtransplantation kräver att patienter tar mediciner som undertrycker deras immunsystem, var Holdaway mottaglig för infektioner. Läkare tror att hon redan hade Mycobacterium abscessus-bakterierna i sitt system eftersom det är vanligt bland patienter med cystisk fibros.

    De immunsuppressiva läkemedlen tillät bakterierna att växa ut ur kontroll i hennes kropp. Hon utvecklade en allvarlig infektion i bröstet, levern, överkroppen och andra delar av kroppen. Infektionen var resistent mot antibiotika, så läkare vid Great Ormond Street Hospital i Storbritannien skickade henne hem för palliativ vård med litet hopp om återhämtning.

    Holdaways mor undersökte behandlingsalternativ online och upptäckte fagterapi. Fager är virus som kan döda bakterier, och forskare har experimenterat med dem i många år. Holdaway fick en experimentell fagbehandling som räddade hennes liv.
    Hur fager dödar bakterier |

    Bakteriofager eller fager är virus som kan döda bakterier. Även om de har olika former och storlekar, tenderar fag att ha antingen DNA eller RNA. Upptäckt på 1900-talet hjälpte fag till att behandla bakteriella infektioner som kolera. Men penicillins upptäckt 1928 flyttade fokusen bort från fager eftersom antibiotika blev populärt.

    Eftersom fager är virus kan de inte reproducera sig utan att infektera en värd. Bakteriofager tenderar att följa två allmänna processer för att infektera bakterier: den lytiska cykeln och den lysogena cykeln. I den lytiska cykeln infekterar fagerna bakterier, tar över cellerna och använder dem för att göra fler fager tills cellerna lyser eller spricker.

    I den lysogena cykeln infekterar fagerna bakterier, sätter in deras DNA i bakteriens genetiska information, och cellerna inkluderar DNA under celldelning. Detta stycke fag-DNA kallas profagen. Det kan bli aktivt och skapa fager, vilket skulle starta den lytiska cykeln.

    Men det är viktigt att notera att fag är mycket specifika. Detta innebär att varje typ infekterar en annan typ av bakterier. En enda fag kan bara fungera på en art av bakterier och inte andra.
    Fagerna som räddade en tonåring.

    Efter att Holdaways mamma blev medveten om fagterapi, läkarna vid Great Ormond Street Hospital i samband med Rebekah Dedrick och Graham Hatfull vid University of Pittsburgh som hade en samling fager. Programmet Science Education Alliance Phage Hunters Advancing Genomics and Evolutionary Science (SEA-PHAGES), som är en grundutbildningskurs, hjälpte till att sammansätta samlingen. Många fager upptäcktes genom att helt enkelt gräva i jorden.

    Forskarna vid University of Pittsburgh hade fagerna för experiment, men de visste inte vilka som faktiskt skulle döda Mycobacterium abscessus och bakterierna. den infekterade Holdaway. De tillbringade veckor med att odla bakterier och behandla dem med olika fager. År 2018, en bakteriofag som de kallade Muddy dödade bakterier i en petriskål.

    Även om Muddy var en viktig upptäckt, visste forskare att bakterier också kunde bli resistenta mot fager. De ville hitta flera fager som kan använda den lytiska cykeln för att behandla tonåringens infektion. Månader senare fann de att faserna ZoeJ och BP också kunde påverka bakterierna. Teamet var tvungen att genetiskt modifiera ZoeJ och BP för att göra dem lytiska istället för lysogena. De skapade en läkemedelscocktail av dessa tre fager för Holdaway.
    Fagbehandling |

    Forskarna vid University of Pittsburgh skickade sin fagcocktail till Great Ormond Street Hospital i London. Vid denna tidpunkt hade Holdaways infektion fortsatt att spridas och hon hade 1% chans att överleva. Läkare på sjukhuset gav henne en IV av fagerna och använde en del i en salve, som de applicerade på hennes hud.

    Holdaway kunde lämna sjukhuset efter nio dagar. Såren på handleden försvann, hennes hud förbättrades och hennes lever var bättre. Hon fortsätter att få fagterapi idag. Läkarna noterade att hon hade "nästan inga biverkningar" från fagen. Men forskare tvekar att kalla det ett fullständigt botemedel just nu.

    Även om andra har behandlats med fagterapi tidigare, är det som gör Holdaways fall unikt användningen av genetiskt konstruerade bakteriofager. Forskare raderade en gen i fagerna och lägger inte till några nya.
    Framtid för fagterapi

    Forskare vill se stora kliniska studier innan de stöder fagterapi som en effektiv behandling för bakteriella infektioner. Anekdotiska fall som Holdaway ger hopp men räcker inte för att fager säljs på ditt lokala apotek när som helst snart.

    Forskare varnar också för att fagterapi är mycket specifikt. Fagerna som dödade infektionen i Holdaways kropp fungerade inte för en patient med en annan bakteriestam. Trots intresset är fagbibliotek fortfarande relativt små jämfört med de som finns för bakterier. För att de ska bli en accepterad behandling måste mycket mer forskning hända.
    Phages vs. Antibiotics |

    En sak som ger fagforskare hopp är det växande intresset för deras område på grund av att antibiotika intensifieras motstånd över hela världen. Infektioner som brukade behandlas med ett antibiotikum blir nu resistenta mot flera läkemedel. Fager är emellertid inte lätta att använda som behandling och de har flera utmaningar. Det tar till exempel tid att isolera och hitta rätt fag som kan döda varje typ av bakterier.

    Det finns fördelar med att använda fager istället för traditionella antibiotika. Fager attackerar inte människans celler och är mycket specifika för bakterier. De skulle inte störa tarmmikrobiomet och orsaka matsmältningsproblem som typiska antibiotika. Fager fungerar också på antibiotikaresistenta bakterier, och det är svårare för bakterier att utveckla resistens mot fager eftersom deras celler förstörs. Fagterapi har mycket löfte som en personlig behandling i framtiden.

    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com