Långvarig exponering för antibiotika ökar bakteriernas förmåga att besegra dessa läkemedel. När antibiotikaresistenta bakterier orsakar infektion, ett alternativ är att använda en specialiserad virusfag som kan infektera specifika bakteriearter. Detta är ett kraftfullt vapen mot dödliga sjukdomar.

Nyligen, forskare från Institute of Physical Chemistry, Polska vetenskapsakademien, ledd av dr. Jan Paczesny och professor Robert Holyst förklarade varför, i vissa fall, fagterapier kan misslyckas. De har avslöjat att materialet som används för att lagra fagarna har en enorm effekt på deras antal i formuleringen som används för behandling.

Antibiotika användes i många decennier för att behandla olika bakterieinfektioner. Tack vare dem, många sjukdomar är lättare att bekämpa. Tyvärr, så länge antibiotika används i stor utsträckning vid medicinsk behandling, många bakterier utvecklar resistens mot antibiotika. Några av dem kan besegra alla antibiotika som för närvarande finns tillgängliga på läkemedelsmarknaden. Vad händer om någon som är infekterad med mycket resistenta bakterier och även det mest potenta antibiotikumet - vankomycin - inte fungerar?

Lösningen är baserad på applicering av bakteriofager, kallas också fager. Dessa är specialiserade virus som kan infektera och döda bakterier utan negativa effekter på människor. Terapin kallas 'Last Chance Viral Therapy' och kan användas mot kroniska sjukdomar som urinvägsinflammation. Tyvärr, trots fördelaktig behandling och många försök, antalet aktiva bakteriofager i injektionslösningen kan drastiskt minska, vilket gör denna behandling ineffektiv.

Nyligen, forskare från Institute of Physical Chemistry, Polska vetenskapsakademin ledd av dr. Jan Paczesny och professor Robert Holyst fick reda på att fallet av fagkoncentrationen i en formulering beror på egenskaperna hos behållaren som används för att lagra dem.

Förvånande, beroende på polymeren som används för att göra behållaren, fagen kan "sitta" på polymerernas yta. Det orsakas av hydrofobicitet, vilket är en av de mest kritiska faktorerna för adsorption av fager på ytor. Även samma uppsättningar behållare köpta från olika leverantörer och tillverkare kan ha olika ytliga egenskaper. De inre väggarna kan absorbera alla fager från det medicinska serumet, vilket leder till en minskad koncentration i formuleringen.

Så, antalet aktiva fag kan drastiskt sjunka, av många storleksordningar, beroende på behållartyp som används för lagring. Dessa skillnader kan orsakas av de tillsatser som används vid tillverkning av polymerer, som mjukgörare eller halkmedel. Av den anledningen, forskare testade flera typer av polypropenbaserade behållare avsedda för laboratoriebruk.

Dr Paczesny påpekar att de "verifierade om lakbara ämnen är ansvariga för den observerade effekten av ett minskande antal aktiva fager i polypropenbehållare. Vi övervägde möjligheten att lakmedel som släpps ut från" osäkra "rör kan avaktivera fager eller lakningsmedel från" säkra "rör kan skydda fag mot yttre faktorer (t.ex. temperatur). Nästa, vi undersökte adsorptionen av virioner på polypropenbehållarnas väggar som en mekanism som är ansvarig för den observerade effekten. Okontrollerad adsorption av fag och deras efterföljande försvinnande från lösningen kan orsaka allvarliga fel och oåterkalleliga resultat. Detta är oerhört viktigt för fagterapier. "

Forskare testade olika behållare för standardoperationer som blandning, uppvärmning, eller långvarig lagring av aktiva fager. De upptäckte att minskningen av antalet aktiva fager i bulk huvudsakligen endast beror på plastegenskaper som vätbarhet. De har också undersökt effekten av fagens fysiska struktur, inklusive elektrostatiska egenskaper hos fagytan. Fortfarande, deras resultat påpekar tydligt att plasttypen har en enorm betydelse att jämföra ytpotentialen för fager när det gäller fager som sätter sig på behållares väggar.

I det här arbetet, forskare föreslog speciella lösningar för behållare med specifika egenskaper som en behandling med ett särskilt ytaktivt medel som begränsar fagets adsorption på behållarens yta. Forskarna har förklarat varför fager tenderar att adsorbera på mer hydrofoba ytor. När den vattenhaltiga lösningen med fag lagras i en behållare gjord med hydrofobt material som PP, aggregering av fager på väggar är mer lönsamt energiskt än att stanna kvar i lösningen.

"Våra fynd är av avgörande betydelse, inte bara för fagrelaterade studier. Brist på reproducerbarhet av mätningar blir det viktigaste hotet för det vetenskapliga samfundet. Forskare kanske inte ens är medvetna om att PP-rörsleverantören kan ge till synes samma produkt som skiljer sig väsentligt från batch till batch. Ibland kan detta leda till falska slutsatser. Eller, som i fallet med fager - det kan förbjuda utveckling av viktig teknik på grund av låg effektivitet som enbart orsakas av felaktiga behållare. " - hävdar dr. Paczesny

Studierna som presenteras i Vetenskapliga rapporter den 1 april 2021 presenterar en viktig fråga om effektiviteten av Last Change Viral Phag Therapy. Vid plötsligt behov av dess tillämpning, valet av behållare för fagerna verkar vara trivialt. Dock, som studien visar, en sådan faktor har en enorm inverkan på antalet aktiva fager i lösningen och, därför, för att bestämma framgångsrik terapi.

Ett så litet steg för fag kan vara ett viktigt steg för en patient som kämpar med bakterier som bara kan dödas med fag. Presenterade data och föreslagna lösningar löser icke-repeterbara resultat vid infektionsbehandling med fag och kommer att förbättra alla fagbaserade projekt.