Inhalt
- Isabelle Holdaways Geschichte
- Wie Phagen Bakterien töten
- Die Phagen, die einen Teenager gerettet haben
- Phagenbehandlung
- Zukunft der Phagentherapie
- Phagen vs. Antibiotika
Als Isabelle Holdaway nach einer Lungentransplantation eine schwere bakterielle Infektion entwickelte, hatte sie nur wenige Behandlungsmöglichkeiten. Die Infektion breitete sich in ihrem Körper aus und war resistent gegen Antibiotika. Dank gentechnisch veränderter Viren, die die Bakterien abtöteten, erholte sie sich jedoch erstaunlich gut.
Isabelle Holdaways Geschichte
Isabelle Holdaway war 15 Jahre alt, als sie eine Lungentransplantation wegen Mukoviszidose hatte. Da bei einer Organtransplantation Medikamente zur Unterdrückung des Immunsystems eingenommen werden müssen, war Holdaway anfällig für Infektionen. Ärzte glauben, sie hatte bereits die Mycobacterium abscessus Bakterien in ihrem System, weil es häufig bei Patienten mit Mukoviszidose ist.
Die Immunsuppressiva ließen die Bakterien in ihrem Körper außer Kontrolle geraten. Sie entwickelte eine schwere Infektion in Brust, Leber, Rumpf und anderen Körperteilen. Die Infektion war resistent gegen Antibiotika, daher schickten Ärzte des Great Ormond Street Hospital in Großbritannien sie mit wenig Hoffnung auf Genesung zur Palliativversorgung nach Hause.
Mutter hat online nach Behandlungsmöglichkeiten gesucht und diese entdeckt Phagentherapie. Phagen sind Viren, die Bakterien abtöten können, und Forscher experimentieren seit vielen Jahren mit ihnen. Holdaway erhielt eine experimentelle Phagenbehandlung, die ihr Leben rettete.
Wie Phagen Bakterien töten
Bakteriophagen oder Phagen sind Viren, die Bakterien töten können. Obwohl sie unterschiedliche Formen und Größen haben, neigen Phagen dazu, entweder DNA oder RNA zu haben. In den 1900er Jahren entdeckt, halfen Phagen bei der Behandlung von bakteriellen Infektionen wie Cholera. Die Entdeckung von Penicillinen im Jahr 1928 verlagerte jedoch den Fokus von Phagen, als Antibiotika populär wurden.
Da Phagen Viren sind, können sie sich nicht vermehren, ohne einen Wirt zu infizieren. Bakteriophagen tendieren dazu, zwei allgemeine Prozesse zur Infektion von Bakterien zu verfolgen: den lytischen Zyklus und den lysogenen Zyklus. In dem lytischer Zyklusinfizieren die Phagen Bakterien, übernehmen die Zellen und produzieren aus ihnen weitere Phagen, bis die Zellen lysieren oder platzen.
In dem lysogener Zyklusinfizieren die Phagen Bakterien, fügen ihre DNA in die genetische Information der Bakterien ein und die Zellen schließen die DNA während der Zellteilung ein. Dieses Stück Phagen-DNA wird Prophage genannt. Es kann aktiv werden und Phagen bilden, die den Lysezyklus starten würden.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Phagen sehr spezifisch sind. Dies bedeutet, dass jeder Typ eine andere Art von Bakterien infiziert. Ein einzelner Phage wirkt möglicherweise nur auf eine Bakterienart und nicht auf andere.
Die Phagen, die einen Teenager gerettet haben
Nachdem Holdaways Mutter auf die Phagentherapie aufmerksam geworden war, verbanden sich die Ärzte des Great Ormond Street Hospital mit Rebekah Dedrick und Graham Hatfull von der Universität von Pittsburgh, die eine Sammlung von Phagen hatten. Das SEA-PHAGES-Programm (Science Education Alliance Phage Hunters Advancing Genomics and Evolutionary Science), ein Forschungsstudiengang, half bei der Zusammenstellung der Sammlung. Viele Phagen wurden durch einfaches Graben im Boden entdeckt.
Die Forscher an der Universität von Pittsburgh hatten die Phagen zum Experimentieren, aber sie wussten nicht, welche die tatsächlich töten würden Mycobacterium abscessus Bakterien, die Holdaway infiziert haben. Sie verbrachten Wochen damit, Bakterien zu züchten und sie mit verschiedenen Phagen zu behandeln. Im Jahr 2018 tötete ein Bakteriophage namens Muddy Bakterien in einer Petrischale.
Obwohl Muddy ein wichtiger Fund war, wussten die Forscher, dass Bakterien auch gegen Phagen resistent werden könnten. Sie wollten mehrere Phagen finden, die in der Lage sind, den Lysezyklus zur Behandlung der Infektion von Teenagern zu nutzen. Monate später fanden sie heraus, dass die Phagen ZoeJ und BP auch die Bakterien beeinflussen könnten. Das Team musste ZoeJ und BP genetisch modifizieren, um sie lytisch statt lysogen zu machen. Sie haben einen Drogencocktail dieser drei Phagen für Holdaway kreiert.
Phagenbehandlung
Die Forscher der University of Pittsburgh haben ihren Phagencocktail an das Great Ormond Street Hospital in London verschickt. Zu diesem Zeitpunkt hatte sich die Holdaways-Infektion weiter ausgebreitet und sie hatte eine 1% ige Überlebenschance. Ärzte im Krankenhaus gaben ihr eine Infusion der Phagen und verwendeten einige in einer Salbe, die sie auf ihre Haut auftrugen.
Holdaway konnte das Krankenhaus nach neun Tagen verlassen. Die Wunden an ihrem Handgelenk gingen weg, ihre Haut verbesserte sich und ihre Leber war besser. Sie erhält auch heute noch eine Phagentherapie. Die Ärzte stellten fest, dass sie "fast keine Nebenwirkungen" von den Phagen hatte. Forscher zögern jedoch, es zu diesem Zeitpunkt als vollständige Heilung zu bezeichnen.
Obwohl andere in der Vergangenheit mit Phagentherapie behandelt wurden, ist das Besondere an Holdaways die Verwendung gentechnisch veränderter Bakteriophagen. Forscher löschten ein Gen in den Phagen und fügten keine neuen hinzu.
Zukunft der Phagentherapie
Wissenschaftler möchten große klinische Studien sehen, bevor sie die Phagentherapie als wirksame Behandlung für bakterielle Infektionen unterstützen. Anekdoten wie Holdaways lassen hoffen, dass Phagen jedoch bald in Ihrer Apotheke verkauft werden können.
Die Forscher warnen auch, dass die Phagentherapie sehr spezifisch ist. Die Phagen, die die Infektion im Holdaways-Körper töteten, wirkten nicht bei einem Patienten mit einem anderen Bakterienstamm.Trotz des Interesses sind die Phagenbibliotheken immer noch relativ klein im Vergleich zu denen, die für Bakterien existieren. Damit sie zu einer akzeptierten Behandlung werden, muss noch viel mehr Forschung betrieben werden.
Phagen vs. Antibiotika
Eine Sache, die Phagenforschern Hoffnung macht, ist das wachsende Interesse an ihrem Gebiet aufgrund der Intensivierung Antibiotika Resistenz auf der ganzen Welt. Infektionen, die früher mit einem Antibiotikum behandelt wurden, werden jetzt resistent gegen mehrere Medikamente. Phagen sind jedoch nicht einfach als Behandlung zu verwenden und mit zahlreichen Herausforderungen verbunden. Zum Beispiel braucht es Zeit, um den richtigen Phagen zu isolieren und zu finden, der jede Art von Bakterien töten kann.
Die Verwendung von Phagen anstelle herkömmlicher Antibiotika bietet Vorteile. Phagen greifen die Zellen eines Menschen nicht an und sind hochspezifisch für Bakterien. Sie würden das Darmmikrobiom nicht stören und Verdauungsprobleme wie typische Antibiotika verursachen. Phagen wirken auch auf antibiotikaresistente Bakterien und es ist schwieriger für Bakterien, Resistenzen gegen Phagen zu entwickeln, da ihre Zellen zerstört werden. Die Phagentherapie ist als personalisierte Behandlung für die Zukunft vielversprechend.