Ворог мого ворога - мій друг. Вчені з'ясували, що бактеріофаги - особливі віруси, що паразитують на бактеріях - впливають на імунну систему людини набагато сильніше, ніж вважалося раніше.
З того моменту, як у фекаліях солдатів часів Першої світової війни, були виявлені віруси, що знищують бактерії, пройшло вже ціле століття. Бактеріофаги можуть бути знайдені де завгодно - в повітрі, в ґрунті, у воді, а тому завжди привертали особливу увагу вчених. Нове дослідження показало, що щодня кожен з нас влаштовує цим крихітним створінням дуже теплий прийом - за 24 години людина поглинає до 30 мільярдів (!) бактеріофагів.
Хто паразитує на паразитах
Велика кількість бактеріофагів у мікробіомі людини отримала власну назву - «фагом». Вчені вже давно задаються питанням, як саме фаги впливають на імунну систему людини і, можливо, навіть керують нею. Джеремі Барр, що займається дослідженням бактеріофагів в Університеті Монаш в Мельбурні, Австралія, очолив команду вчених, які опублікували результати своєї раби в mBio. «Прийнято вважати, що фаги не взаємодіють з еукаріотичними клітинами - але це припущення помилково», запевняє він.
Протягом десятиліть медики, що цілком очікувано, намагалися перетворити бактеріальних паразитів на антибіотики. Ця методика і справді досягла деякого успіху, проте фагова терапія так і не отримала великого поширення.
Попередні дослідження Барра показали, що фаги можуть природним чином захищати наш організм від патогенів. Вивчивши широкий спектр живих істот, від коралів до людей, він виявив, що фаги виділяють в чотири рази більше, ніж ті мікроорганізми, які захищають наші десни і кишечник, якщо помістити їх в схоже середовище. Виявилося, що білкова оболонка бактеріофагів може пов'язувати муцини (великі секретовані молекули) з водою, утворюючи тим самим захисний слизовий шар. Подібні заходи однаково корисні як самим фагам, так і тваринам, в яких вони мешкають. Слиз - це не тільки хороший захист від агресивних умов навколишнього світу для наших клітин, але і середовище, в якому фаги можуть швидко і ефективно полювати.
Фагом: унікальний мікробіом людини
Вміст кожного фагу захищає білкова капсула, яка також допомагає утворенню захисного шару січів на епітелії людини
Зараз дослідники опублікували докази того, що віруси-бактеріофаги можуть потрапляти в організм людини через шлунок. Вистилаючий шлунок та інші органи епітелій захоплював вірусні частинки і відправляв їх у подорож по всьому тілу. Більш того, епітеліальні клітини послідовно захоплювали фагів, які мешкали на зовнішній стороні тіла (наприклад, у просвіті кишечника), і переправляли їх на внутрішню сторону, якій якраз і потрібен додатковий захист. Транспортний механізм поки залишається невідомим, але, судячи з усього, фаги подорожують в мікропузирках, т. зв. везикулах.
Варто відзначити, що всі дослідження проводилися in vitro, так що поведінка фагів в організмі людини може дещо відрізнятися від продемонстрованих результатів. Крім того, команда Барро використовувала і ракові клітини, які можуть більш-менш ефективно поглинати фагові частинки в порівнянні зі здоровими.
Але що відбувається, коли бактеріофаги потрапляють у наші тканини? У 2004 році дослідницька група, очолювана Христиною Дабровською з Інституту імунології та експериментальної терапії Польської академії наук у Вроцлаві, повідомила, що певні типи фагів можуть зрощувати мембрани ракових клітин, зменшуючи зростання пухлини під час лабораторних випробувань на мишах. Кілька років потому інший експерт з фаг, Анджей Горскі, продемонстрував, що фаги також можуть впливати на імунну систему мишей, уповільнюючи проліферацію Т-клітин і продукування антитіл. Іншими словами, при правильному використанні бактеріофаги можуть перешкодити власній імунній системі організму атакувати трансплантовані тканини.
Більш того, Барр вважає, що стійкий приплив фагів може створити «внутрішньонічний фагом», який здатний модулювати імунну відповідь. Цю теорію підтверджує дослідження, опубліковане цього року групою бельгійських вчених. Суть її така: білі кров'яні клітини, взяті у здорових людей, піддавалися впливу п'яти різних видів фагів. У процесі з'ясувалося, що клітини продукують головним чином імунні молекули, які, наприклад, зменшують симптоми простудних захворювань і придушують запалення. На користь теорії Барра говорить і ще одна робота: група, очолювана імунологом Гербертом Девідом в Школі медицини Вашингтонського університету в Сент-Луїсі в штаті Міссурі, виявила, що у людей з двома аутоімунними станами, діабетом I типу і запальним захворюванням кишечника, змінилися кишкові фагоми.
Ув'язнення
Незважаючи на те, що більшості розрізнених досліджень ще тільки належить об'єднання в загальну методику фагової терапії, потенціал останньої помітний неозброєним оком. Бар продовжує розмірковувати над тим, як фагом може попереджати імунну систему людини про вторгнення потенційних патогенів: наприклад, бактерії можуть принести на собі нову «порцію» фагів, які якось реагують на відповідь організму у вигляді запальних реакцій.
Як тільки вчені повною мірою усвідомлюють і вивчать роль людського фагому в повсякденній життєдіяльності, його можна буде використовувати навіть для точкової маніпуляції бактеріальними колоніями всередині нашого тіла. Більш того, в один прекрасний день вони можуть навіть стати інструментом для контролю клітинних структур самої людини.