Redakcja: Czy istnieją pozytywne wirusy?

Łukasz Richter: Kiedy ktoś nam mówi o wirusach, to myślimy najczęściej o złych wirusach i ogólnie o czymś złym. Myślimy o chorobie, Eboli czy jesiennych przeziębieniach. Faktycznie nie jest to zły trop, ale nie tylko takie wirusy istnieją w przyrodzie. Oprócz atakowania ludzi, roślin albo zwierząt wirusy mają też zdolność do atakowania np. bakterii. Takie wirusy nazywamy bakteriofagami. Życiowym celem tego rodzaju wirusa jest znajdowanie wybranej bakterii, zainfekowanie jej, namnożenie się w jej wnętrzu i uwolnienie nowych cząstek wirusowych do środowiska. Innymi słowy, przeprowadzenie normalnego cyklu rozmnażania. Dzieje się to jednak nie w nas ani nie w zwierzętach, tylko właśnie w bakteriach Tę zdolność wirusa do atakowania bakterii możemy wykorzystać.

Czasami zależy nam, żeby pozbyć się bakterii lub, żeby wykryć konkretne ich rodzaje. Wirus w toku ewolucji, przez lata wykształcił w sobie tę zdolność, co my z kolei możemy podpatrzeć, po czym wykorzystać w taki sposób, żeby nam się przysłużyła. Można więc powiedzieć, że bakteriofagi to pozytywne wirusy. Pomimo tego, że nie zawsze są nam one przychylne, jesteśmy w stanie obrócić ich działanie na swoją korzyść.

Gdzie do tej pory wykorzystano bakteriofagi?

Po odkryciu bakteriofagów w 1917 r., kiedy zorientowano się, że istnieją cząstki, będące w stanie zabijać bakterie, od razu pojawił się pomysł, aby wykorzystać je do leczenia chorób bakteryjnych. I rzeczywiście, już pierwsze odkryte bakteriofagi zostały wykorzystane do leczenia infekcji bakteryjnych. Było to w zasadzie ich pierwsze zastosowanie. Wydawało się, że boom na bakteriofagi potrwa dłużej, prowadzono wówczas prace nad wprowadzeniem ich w szerszym zastosowaniu, ale ostatecznie pojawiło się niestety mnóstwo problemów, które doprowadziły do porzucenia badań na bardzo wiele lat.

Jedną z przyczyn takiego stanu rzeczy był niski stan wiedzy o bakteriofagach, o tym jak się zachowują, jaki mają cykl czy jak się z nimi obchodzić. Brak tej wiedzy powodował, że działano trochę po omacku. Po drugie, także ogólna wiedza na temat biologii molekularnej i mechanizmów rządzących całą tą maszynerią była nikła i to również bardzo utrudniało pracę. Dodatkowy problem stanowił fakt, że nie do końca wiedziano jak je podawać. W związku z tym, że nie wiadomo było jak się zachowują, stworzenie skutecznego leku stawało się trudniejsze.

Za gwóźdź do trumny wszystkich badań nad wykorzystaniem bakteriofagów do leczenia należy uznać odkrycie przez Aleksandra Fleminga penicyliny w 1928 r. Penicylina stała się absolutnym hitem. Okazało się, że antybiotyki są niesamowite w zwalczaniu infekcji bakteryjnych i to w zasadzie doprowadziło do końca badań nad bakteriofagami. Penicylina była prosta i zrozumiała, no i przede wszyskim działała. Prace nad bakteriofagami  przeciwnie - trudne, żmudne i skomplikowane. Bakteriofagi, a zwłaszcza terapie fagowe, czyli właśnie leczenie infekcji bakteryjnych za pomocą bakteriofagów zostały na wiele lat odsunięte w cień.

Nie wszędzie jednak tak się stało. Ponieważ w Ameryce i w Europie trwał boom na antybiotyki, ówczesny Związek Radziecki nie mógł sobie pozwolić na używanie tego samego, co wielki wróg. Dlatego też prace nad bakteriofagami na terenie Związku trwały nieprzerwanie. Do tej pory dwa wiodące ośrodki zajmujące się terapiami fagowymi to Ośrodek Terapii Fagowej we Wrocławiu i ośrodek w Gruzji w Tbilisi. Obydwa ośrodki mieszczą się więc po „naszej” stronie i to tutaj badania te przetrwały do dziś.

Oczywiście skoro wiemy, że bakteriofagi wykrywają bakterie i jest to bardzo specyficzne wykrycie, możemy ich użyć także na wiele innych sposobów. Dany typ bakteriofaga wykrywa wyłącznie jeden gatunek, a czasami nawet szczep bakterii. Oczywiście są od tej reguły wyjątki jednak w większości przypadków faktycznie mówi się, że bakteriofagi mają bardzo wysoką selektywność. Wybierają one wyłącznie jedną bakterię na swoją ofiarę, co stanowi  ciekawą, wartą wykorzystania cechę. Skoro bakteriofag jest w stanie ją wykryć, to my możemy stworzyć na jego podstawie czujniki. Bakteriofagi wykorzystuje się więc m. in. do detekcji i identyfikacji bakterii.

Bakterie stają się naszym wrogiem nie tylko wtedy, kiedy nas zaatakują i nie tylko, kiedy spowodują infekcję bakteryjną, ale też np. wtedy, gdy dostaną się do pożywienia. Bakteriofagi służą również do tak zwanej biokontroli, czyli są dodawane wszędzie tam, gdzie bakterie mogą stanowić ryzyko, np. do żywności albo w czasie upraw rolnych. To zastosowanie bakteriofagów stało się już faktem. Istnieją preparaty i metody dodawania bakteriofagów do żywności, zwłaszcza takiej, która nie może zostać zabezpieczona przed bakteriami w inny sposób. Są to np. świeże owoce, których nie można potraktować wysoką temperaturą ani poddać obróbce termicznej, bo wtedy straciłyby swoje właściwości i tu bakteriofagi okazują się idealne.

Bakteriofagi można zastosować nie tylko w życiu codziennym, są one przydatne także dla naukowców do badań przeprowadzanych w laboratorium. Przydają się one obecnie chociażby w biologii molekularnej, gdzie służą np. do manipulowania genami. Na powierzchni takiego bakteriofaga można stworzyć lub osadzić odpowiednie, interesujące nas w danych badaniach białka, a następnie takie białka, które znajdują się na powierzchni faga badać oraz sprawdzać, jak oddziałują z innymi białkami. Dzięki temu jesteśmy w stanie dowiedzieć się wielu ciekawych rzeczy, które mogą potem przyczynić się np. do przełomów w medycynie.

Oglądaj całość