מלחמה גדולה עם אויב קטן, או איך להשמיד חיידקים. מלחמה גדולה עם אויב קטן, או איך להשמיד חיידקים מה עם הגוף שלנו?

תצלום מיקרוסקופ אלקטרוני מראה את ההתקשרות של בקטריופאג'ים (קוליפאג'ים T1) לפני השטח של חיידק E. coli.

בסוף המאה העשרים התברר שחיידקים ללא ספק שולטים בביוספרה של כדור הארץ, ומהווים יותר מ-90% מהביומסה שלו. לכל מין יש הרבה סוגים מיוחדים של וירוסים. לפי הערכות ראשוניות, מספר המינים של בקטריופאג'ים הוא כ-1015. כדי להבין את קנה המידה של נתון זה, ניתן לומר שאם כל אדם על פני כדור הארץ יגלה בקטריופאג חדש אחד בכל יום, ייקח 30 שנה לתאר את כולם. לפיכך, בקטריופאג'ים הם היצורים הפחות נחקרים בביוספרה שלנו. רוב הבקטריופאג'ים המוכרים כיום שייכים לסדר Caudovirales - וירוסי זנב. לחלקיקים שלהם יש גדלים של 50 עד 200 ננומטר. הזנב באורכים ובצורות שונות מבטיח שהנגיף נצמד לפני השטח של החיידק המארח הראש (קפסיד) משמש כמחסן לגנום. DNA גנומי מקודד לחלבונים מבניים היוצרים את ה"גוף" של הבקטריופאג', וחלבונים המבטיחים את רביית הפאג' בתוך התא במהלך ההדבקה. אנו יכולים לומר שבקטריופאג' הוא ננו-אובייקט טבעי היי-טק. לדוגמה, זנבות הפאג הם "מזרק מולקולרי" החודר את דופן החיידק, ומתכווץ, מחדיר את ה-DNA שלו לתא.

בקטריופאג'ים משתמשים במנגנון של תא החיידק כדי להתרבות, "מתכנתים" אותו כדי לייצר עותקים חדשים של וירוסים. השלב האחרון בתהליך זה הוא תמוגה, הרס החיידק ושחרור בקטריופאג'ים חדשים.

תצלום מיקרוסקופ אלקטרוני מראה את ההתקשרות של בקטריופאג'ים (קוליפאג'ים T1) לפני השטח של חיידק E. coli.

כל הדקויות המולקולריות הללו לא היו ידועות בעשור השני של המאה העשרים, כאשר התגלו "סוכנים זיהומיים בלתי נראים המשמידים חיידקים". אבל גם ללא מיקרוסקופ אלקטרוני, שבעזרתו ניתן היה להשיג לראשונה תמונות של בקטריופאג'ים בסוף שנות ה-40, היה ברור שהם מסוגלים להשמיד חיידקים, כולל פתוגניים. נכס זה היה מבוקש מיד על ידי הרפואה. הניסיונות הראשונים לטפל בדיזנטריה, דלקות פצעים, כולרה, טיפוס ואפילו מגיפה בפאג'ים בוצעו בזהירות רבה, וההצלחה נראתה די משכנעת. אבל לאחר תחילת הייצור ההמוני והשימוש בתכשירי פאג', האופוריה פינתה את מקומה לאכזבה. מעט מאוד עדיין היה ידוע על מה הם בקטריופאג'ים, כיצד לייצר, לטהר ולהשתמש בצורות המינון שלהם. די לציין שלפי תוצאות בדיקה שנערכה בארצות הברית בסוף שנות ה-20, תכשירי פאג'ים תעשייתיים רבים לא הכילו בקטריופאג'ים כלל.

הבעיה עם אנטיביוטיקה

המחצית השנייה של המאה העשרים ברפואה יכולה להיקרא "עידן האנטיביוטיקה". עם זאת, אפילו מגלה הפניצילין, אלכסנדר פלמינג, הזהיר בהרצאת נובל שלו שעמידות מיקרוביאלית לפניצילין מתרחשת די מהר. לעת עתה, עמידות לאנטיביוטיקה פוצה על ידי פיתוח סוגים חדשים של תרופות אנטי-מיקרוביאליות. אבל מאז שנות ה-90, התברר שהאנושות מפסידה ב"מרוץ החימוש" נגד חיידקים. השימוש הבלתי מבוקר באנטיביוטיקה, לא רק למטרות טיפוליות אלא גם למטרות מניעה, אשם בעיקר, לא רק ברפואה, אלא גם בחקלאות, בתעשיית המזון ובחיי היומיום. כתוצאה מכך, עמידות לתרופות אלו החלה להתפתח לא רק בחיידקים פתוגניים, אלא גם במיקרואורגניזמים הנפוצים ביותר החיים באדמה ובמים, מה שהופך אותם ל"פתוגנים מותנים". חיידקים כאלה קיימים בנוחות במוסדות רפואיים, מתנחלים במתקני אינסטלציה, רהיטים, ציוד רפואי, ולעיתים אפילו תמיסות חיטוי. אצל אנשים עם מערכת חיסון מוחלשת, שהם הרוב בבתי החולים, הם גורמים לסיבוכים קשים.

בקטריופאג הוא לא יצור חי, אלא ננומנגנון מולקולרי שנוצר על ידי הטבע. זנב הבקטריופאג' הוא מזרק החודר את דופן החיידק ומחדיר לתא DNA ויראלי, שנאגר בראש (קפסיד).

אין זה מפתיע שהקהילה הרפואית משמיעה אזעקה. בשנה שעברה, ב-2012, מנכ"לית ארגון הבריאות העולמי, מרגרט צ'אן, הצהרה המנבאת את סוף עידן האנטיביוטיקה וחוסר ההגנה של האנושות מפני מחלות זיהומיות. עם זאת, האפשרויות המעשיות של כימיה קומבינטורית - הבסיס של המדע הפרמקולוגי - רחוקות מלהיות מוצו. דבר נוסף הוא שפיתוח חומרים אנטי-מיקרוביאליים הוא תהליך יקר מאוד שאינו מביא רווחים כמו תרופות רבות אחרות. אז סיפורי אימה על "חרגי על" הם יותר אזהרה, המעודדים אנשים לחפש פתרונות חלופיים.

על שירות רפואי

זה נראה הגיוני למדי לראות התעוררות של עניין בשימוש בבקטריופאג'ים - האויבים הטבעיים של החיידקים - לטיפול בזיהומים. ואכן, במהלך עשרות השנים של "עידן האנטיביוטיקה", בקטריופאג'ים שירתו באופן פעיל את המדע, אך לא את הרפואה, אלא את הביולוגיה המולקולרית הבסיסית. די להזכיר את פענוח ה"שלישיות" של הקוד הגנטי ואת תהליך ריקומבינציה של DNA. כיום ידוע מספיק על בקטריופאג'ים כדי ליידע את בחירת הפאג'ים המתאימים למטרות טיפוליות.

לחיידקים יש יתרונות רבים כתרופות פוטנציאליות. קודם כל, יש אינספור כאלה. למרות ששינוי המנגנון הגנטי של בקטריופאג הוא גם הרבה יותר קל מזה של חיידק, ועוד יותר באורגניזמים גבוהים יותר, זה לא הכרחי. תמיד אפשר למצוא משהו מתאים בטבע. אנחנו מדברים דווקא על בחירה, איחוד של מאפיינים מבוקשים ורבייה של הבקטריופאג'ים הדרושים. ניתן להשוות זאת לגידול של גזעי כלבים – כלבי מזחלות, כלבי שמירה, כלבי ציד, כלבי ציד, כלבי קרב, כלבים דקורטיביים... כולם נשארים כלבים, אך מותאמים לסוג מסוים של פעולה הנחוץ לאדם. שנית, בקטריופאג'ים הם ספציפיים בהחלט, כלומר, הם הורסים רק סוג מסוים של חיידקים מבלי לעכב את המיקרופלורה האנושית הרגילה. שלישית, כאשר בקטריופאג מוצא חיידק שעליו להרוס, הוא מתחיל להתרבות במהלך מחזור חייו. לפיכך, סוגיית המינון הופכת פחות חריפה. רביעית, בקטריופאג'ים אינם גורמים לתופעות לוואי. כל המקרים של תגובות אלרגיות בעת שימוש בקטריופאג'ים טיפוליים נגרמו או על ידי זיהומים שהתרופה לא טוהרה מספיק, או על ידי רעלים שהשתחררו במהלך מוות מסיבי של חיידקים. התופעה האחרונה, "אפקט הרקסהיימר", נצפית לעתים קרובות בשימוש באנטיביוטיקה.

שני צדדים של המטבע

למרבה הצער, לבקטריופאג'ים רפואיים יש גם חסרונות רבים. הבעיה החשובה ביותר נובעת מהיתרון של סגוליות גבוהה של פאגים. כל בקטריופאג מדביק סוג מוגדר בהחלט של חיידקים, אפילו לא מין טקסונומי, אלא מספר זנים צרים יותר. באופן יחסי, זה כאילו כלב שמירה התחיל לנבוח רק על בריונים בגובה שני מטרים לבושים במעילי גשם שחורים, ולא הגיב בשום צורה לנער במכנסיים קצרים שטיפס לתוך הבית. לכן, מקרים של שימוש לא יעיל אינם נדירים בתכשירי הפאג' הנוכחיים. תרופה המיוצרת נגד קבוצה מסוימת של זנים ומטפלת בצורה מושלמת בדלקת גרון סטרפטוקוקלית בסמולנסק עשויה להיות חסרת אונים כנגד כל הסימנים של אותה כאב גרון בקמרובו. המחלה זהה, נגרמת מאותו חיידק, וזני הסטרפטוקוקוס באזורים שונים שונים.

מאת המחבר

מכיוון שיש אינספור של בקטריופאג'ים בטבע והם כל הזמן נכנסים לגוף האדם עם מים, אוויר ומזון, המערכת החיסונית פשוט מתעלמת מהם. יתר על כן, קיימת השערה לגבי הסימביוזה של בקטריופאג'ים במעי, המסדירה את המיקרופלורה של המעי. אפשר להשיג איזושהי תגובה חיסונית רק עם החדרה ארוכת טווח של מינונים גדולים של פאגים לגוף. אבל בדרך זו ניתן להשיג אלרגיות כמעט לכל חומר. לבסוף, חשוב מאוד שהבקטריופאג'ים יהיו זולים. הפיתוח והייצור של תרופה המורכבת מבקטריופאג'ים נבחרים במדויק עם גנומים מפוענחים במלואם, המטופחת על פי סטנדרטים ביוטכנולוגיים מודרניים על זני חיידקים מסוימים בסביבות נקיות מבחינה כימית ומטוהרים מאוד, זול בסדרי גודל מאשר אנטיביוטיקה מורכבת מודרנית. זה מאפשר להתאים במהירות תרופות טיפוליות פאג'ים לקבוצות משתנות של חיידקים פתוגניים, כמו גם להשתמש בבקטריופאג'ים ברפואה הווטרינרית, שבהן תרופות יקרות אינן מוצדקות כלכלית.

לצורך השימוש היעיל ביותר בבקטריופאג', יש צורך באבחון מדויק של החיידק הפתוגני, עד לזן. שיטת האבחון הנפוצה ביותר כיום, תרבות תרבות, לוקחת זמן רב ואינה מספקת את הדיוק הנדרש. שיטות מהירות - הקלדה באמצעות תגובת שרשרת פולימראז או ספקטרומטריית מסה - מיושמות באיטיות בשל העלות הגבוהה של הציוד ודרישות גבוהות יותר להסמכות של טכנאי מעבדה. באופן אידיאלי, הבחירה של רכיבי הפאג של תרופה יכולה להיעשות נגד זיהום של כל חולה בודד, אבל זה יקר ולא מקובל בפועל.

חסרון חשוב נוסף של פאג'ים הוא הטבע הביולוגי שלהם. בנוסף לעובדה שבקטריופאג'ים דורשים תנאי אחסון והובלה מיוחדים כדי לשמור על זיהומים, שיטת טיפול זו פותחת מרחב להשערות רבות בנושא "DNA זר בבני אדם". ולמרות שידוע שבקטריופאג, באופן עקרוני, אינו יכול להדביק תא אנושי ולהחדיר לתוכו את ה-DNA שלו, לא קל לשנות את דעת הקהל. האופי הביולוגי והגודל הגדול למדי, בהשוואה לתרופות נמוכות מולקולריות (אותה אנטיביוטיקה), מובילים למגבלה שלישית - בעיית העברת הבקטריופאג' לגוף. אם מתפתח זיהום חיידקי שבו ניתן למרוח את הבקטריופאג' ישירות בצורה של טיפות, תרסיס או חוקן - על העור, פצעים פתוחים, כוויות, ריריות של האף, אוזניים, עיניים, מעי גס - אז לא מתעוררות בעיות.

אבל אם מתרחשת זיהום באיברים פנימיים, המצב מסובך יותר. ידועים מקרים של טיפול מוצלח בזיהומי כליות או טחול במתן אוראלי רגיל של תרופה בקטריופאג'. אבל מנגנון החדירה של חלקיקי פאג' גדולים יחסית (100 ננומטר) מהקיבה לזרם הדם והאיברים הפנימיים אינו מובן היטב ומשתנה מאוד ממטופל למטופל. בקטריופאג'ים חסרי אונים גם נגד אותם חיידקים המתפתחים בתוך תאים, למשל, הגורמים הגורמים לשחפת ולצרעת. בקטריופאג' אינו יכול לחדור לדופן של תא אנושי.

יש לציין כי אין להתנגד לשימוש בבקטריופאג'ים ואנטיביוטיקה למטרות רפואיות. כאשר הם פועלים יחד, נצפית שיפור הדדי של ההשפעה האנטיבקטריאלית. זה מאפשר, למשל, להפחית את מינון האנטיביוטיקה לערכים שאינם גורמים לתופעות לוואי משמעותיות. בהתאם לכך, המנגנון של חיידקים לפתח עמידות לשני מרכיבי התרופה המשולבת הוא כמעט בלתי אפשרי. הרחבת ארסנל התרופות האנטי-מיקרוביאליות מעניקה יותר דרגות חופש בבחירת שיטות הטיפול. לפיכך, הפיתוח המבוסס מדעית של הרעיון של שימוש בקטריופאג'ים בטיפול אנטי-מיקרוביאלי הוא כיוון מבטיח. בקטריופגים משמשים לא כל כך כאלטרנטיבה, אלא כתוספת ושיפור במאבק בזיהומים.

ו. O. ראש המעבדה לביו-הנדסה מולקולרית, המכון לכימיה ביו-אורגנית ע"ש. שמיאקין ואובצ'יניקוב RAS
"מכניקה פופולרית" מס' 10, 2013

בסוף המאה העשרים התברר שחיידקים ללא ספק שולטים בביוספרה של כדור הארץ, ומהווים יותר מ-90% מהביומסה שלו. לכל מין יש הרבה סוגים מיוחדים של וירוסים. על פי הערכות ראשוניות, מספר מיני הבקטריופאג'ים הוא כ-10 15 . כדי להבין את קנה המידה של נתון זה, אנו יכולים לומר שאם כל אדם על פני כדור הארץ יגלה בקטריופאג חדש אחד בכל יום, ייקח 30 שנה לתאר את כולם.

לפיכך, בקטריופאג'ים הם היצורים הפחות נחקרים בביוספרה שלנו. רוב הבקטריופאג'ים המוכרים כיום שייכים לסדר Caudovirales - וירוסי זנב. לחלקיקים שלהם יש גדלים של 50 עד 200 ננומטר. הזנב באורכים ובצורות שונים מבטיח את התקשרות הנגיף לפני השטח של החיידק המארח, הראש (קפסיד) משמש כמחסן לגנום. DNA גנומי מקודד לחלבונים מבניים היוצרים את ה"גוף" של הבקטריופאג', וחלבונים המבטיחים את רביית הפאג' בתוך התא במהלך ההדבקה.

אנו יכולים לומר שבקטריופאג' הוא ננו-אובייקט טבעי היי-טק. לדוגמה, זנבות הפאג הם "מזרק מולקולרי" החודר את דופן החיידק, ומתכווץ, מחדיר את ה-DNA שלו לתא. מרגע זה מתחיל המחזור הזיהומי. שלביו הנוספים מורכבים מהחלפת מנגנוני פעילות החיים של החיידק לשירות הבקטריופאג', הפצת הגנום שלו, בניית עותקים רבים של קונכיות ויראליות, אריזת DNA ויראלי בהם ולבסוף, הרס (ליזה) של התא המארח.

בנוסף לתחרות האבולוציונית המתמדת בין מנגנוני הגנה בחיידקים לבין התקפה בנגיפים, הסיבה לאיזון הנוכחי יכולה להיחשב לעובדה שהבקטריופאג'ים התמחו בפעולתם הזיהומית. אם יש מושבה גדולה של חיידקים, שבה הדורות הבאים של הפאג'ים ימצאו את קורבנותיהם, הרי שהרס החיידקים על ידי פאג'ים ליטיים (הרג, ממש מתמוסס) מתרחש במהירות וברציפות.

אם יש מעט קורבנות פוטנציאליים או שהתנאים החיצוניים אינם מתאימים במיוחד להתרבות יעילה של פאג'ים, אז פאגים עם מחזור התפתחות ליזוגני זוכים ליתרון. במקרה זה, לאחר חדירת החיידק, ה-DNA הפאג אינו מפעיל מיד את מנגנון ההדבקה, אלא לעת עתה קיים בתוך התא במצב פסיבי, לעתים קרובות מכניס את עצמו לגנום החיידקי.

במצב נבואה זה, הנגיף יכול להתקיים לאורך זמן, לעבור מחזורי חלוקת תאים יחד עם הכרומוזום החיידקי. ורק כאשר החיידק נכנס לסביבה נוחה להתרבות, מופעל המחזור הליטי של הזיהום. יתרה מכך, כאשר ה-DNA הפאג משתחרר מכרומוזום חיידקי, חלקים שכנים של הגנום החיידקי נלכדים לעתים קרובות, וניתן להעביר את תוכנם לאחר מכן לחיידק הבא שהבקטריופאג מדביק. תהליך זה (טרנסדוקציית גנים) נחשב לאמצעי החשוב ביותר להעברת מידע בין פרוקריוטים – אורגניזמים ללא גרעיני תאים.

כל הדקויות המולקולריות הללו לא היו ידועות בעשור השני של המאה העשרים, כאשר התגלו "סוכנים זיהומיים בלתי נראים המשמידים חיידקים". אבל גם ללא מיקרוסקופ אלקטרוני, שבעזרתו ניתן היה להשיג לראשונה תמונות של בקטריופאג'ים בסוף שנות ה-40, היה ברור שהם מסוגלים להשמיד חיידקים, כולל פתוגניים. נכס זה היה מבוקש מיד על ידי הרפואה.

הניסיונות הראשונים לטפל בדיזנטריה, דלקות פצעים, כולרה, טיפוס ואפילו מגיפה בפאג'ים בוצעו בזהירות רבה, וההצלחה נראתה די משכנעת. אבל לאחר תחילת הייצור ההמוני והשימוש בתכשירי פאג', האופוריה פינתה את מקומה לאכזבה. מעט מאוד עדיין היה ידוע על מה הם בקטריופאג'ים, כיצד לייצר, לטהר ולהשתמש בצורות המינון שלהם. די לציין שלפי תוצאות בדיקה שנערכה בארצות הברית בסוף שנות ה-20, תכשירי פאג'ים תעשייתיים רבים לא הכילו בקטריופאג'ים כלל.

הבעיה עם אנטיביוטיקה

המחצית השנייה של המאה העשרים ברפואה יכולה להיקרא "עידן האנטיביוטיקה". עם זאת, אפילו מגלה הפניצילין, אלכסנדר פלמינג, הזהיר בהרצאת נובל שלו שעמידות מיקרוביאלית לפניצילין מתרחשת די מהר. לעת עתה, עמידות לאנטיביוטיקה פוצה על ידי פיתוח סוגים חדשים של תרופות אנטי-מיקרוביאליות. אבל מאז שנות ה-90, התברר שהאנושות מפסידה ב"מרוץ החימוש" נגד חיידקים.

השימוש הבלתי מבוקר באנטיביוטיקה, לא רק למטרות טיפוליות אלא גם למטרות מניעה, אשם בעיקר, לא רק ברפואה, אלא גם בחקלאות, בתעשיית המזון ובחיי היומיום. כתוצאה מכך, עמידות לתרופות אלו החלה להתפתח לא רק בחיידקים פתוגניים, אלא גם במיקרואורגניזמים הנפוצים ביותר החיים באדמה ובמים, מה שהופך אותם ל"פתוגנים מותנים".

חיידקים כאלה קיימים בנוחות במוסדות רפואיים, מתנחלים במתקני אינסטלציה, רהיטים, ציוד רפואי, ולעיתים אפילו פתרונות חיטוי. אצל אנשים עם מערכת חיסון מוחלשת, שהם הרוב בבתי החולים, הם גורמים לסיבוכים קשים.

אין זה מפתיע שהקהילה הרפואית משמיעה אזעקה. בשנה שעברה, ב-2012, מנכ"לית ארגון הבריאות העולמי, מרגרט צ'אן, הצהרה המנבאת את סוף עידן האנטיביוטיקה וחוסר ההגנה של האנושות מפני מחלות זיהומיות. עם זאת, האפשרויות המעשיות של כימיה קומבינטורית - הבסיס של המדע הפרמקולוגי - רחוקות מלהיות מוצו. דבר נוסף הוא שפיתוח חומרים אנטי-מיקרוביאליים הוא תהליך יקר מאוד שאינו מביא רווחים כמו תרופות רבות אחרות. אז סיפורי אימה על "חרגי על" הם יותר אזהרה, המעודדים אנשים לחפש פתרונות חלופיים.

על שירות רפואי

התעוררות העניין בשימוש בבקטריופאג'ים - אויבים טבעיים של חיידקים - לטיפול בזיהומים נראית הגיונית למדי. ואכן, במהלך עשרות השנים של "עידן האנטיביוטיקה", בקטריופאג'ים שירתו באופן פעיל את המדע, אך לא את הרפואה, אלא את הביולוגיה המולקולרית הבסיסית. די להזכיר את פענוח ה"שלישיות" של הקוד הגנטי ואת תהליך ריקומבינציה של DNA. כיום ידוע מספיק על בקטריופאג'ים כדי ליידע את בחירת הפאג'ים המתאימים למטרות טיפוליות.

לחיידקים יש יתרונות רבים כתרופות פוטנציאליות. קודם כל, יש אינספור כאלה. למרות ששינוי המנגנון הגנטי של בקטריופאג הוא גם הרבה יותר קל מזה של חיידק, ועוד יותר מזה של אורגניזמים גבוהים יותר, זה לא הכרחי. תמיד אפשר למצוא משהו מתאים בטבע. אנחנו מדברים דווקא על בחירה, איחוד של מאפיינים מבוקשים ורבייה של הבקטריופאג'ים הדרושים.

ניתן להשוות זאת לגידול של גזעי כלבים - כלבי מזחלות, כלבי שמירה, כלבי ציד, כלבי ציד, כלבי קרב, כלבים דקורטיביים... כולם נשארים כלבים, אך מותאמים לסוג מסוים של פעולה הנחוץ לאדם. שנית, בקטריופאג'ים הם ספציפיים בהחלט, כלומר, הם הורסים רק סוג מסוים של חיידקים, מבלי לעכב את המיקרופלורה האנושית הרגילה.

שלישית, כאשר בקטריופאג מוצא חיידק שעליו להרוס, הוא מתחיל להתרבות במהלך מחזור חייו. לפיכך, סוגיית המינון הופכת פחות חריפה. רביעית, בקטריופאג'ים אינם גורמים לתופעות לוואי. כל המקרים של תגובות אלרגיות בעת שימוש בקטריופאג'ים טיפוליים נגרמו או על ידי זיהומים שהתרופה לא טוהרה מספיק, או על ידי רעלים שהשתחררו במהלך מוות מסיבי של חיידקים. התופעה האחרונה, "אפקט הרקסהיימר", נצפית לעתים קרובות בשימוש באנטיביוטיקה.

שני צדדים של המטבע

למרבה הצער, לבקטריופאג'ים רפואיים יש גם חסרונות רבים. הבעיה החשובה ביותר נובעת מהיתרון של סגוליות גבוהה של פאג'ים. כל בקטריופאג מדביק סוג מוגדר בהחלט של חיידקים, אפילו לא מין טקסונומי, אלא מספר זנים צרים יותר. באופן יחסי, זה כאילו כלב שמירה התחיל לנבוח רק על בריונים בגובה שני מטרים לבושים במעילי גשם שחורים, ולא הגיב בשום צורה לנער במכנסיים קצרים שטיפס לתוך הבית.

לכן, מקרים של שימוש לא יעיל אינם נדירים בתכשירי הפאג' הנוכחיים. תרופה המיוצרת נגד קבוצה מסוימת של זנים ומטפלת בצורה מושלמת בדלקת גרון סטרפטוקוקלית בסמולנסק עשויה להיות חסרת אונים כנגד כל הסימנים של אותה כאב גרון בקמרובו. המחלה זהה, נגרמת מאותו חיידק, וזני הסטרפטוקוקוס באזורים שונים שונים.

לצורך השימוש היעיל ביותר בבקטריופאג', יש צורך באבחון מדויק של החיידק הפתוגני, עד לזן. שיטת האבחון הנפוצה ביותר כיום - זריעה תרבותית - לוקחת זמן רב ואינה מספקת את הדיוק הנדרש. שיטות מהירות - הקלדה באמצעות תגובת שרשרת פולימראז או ספקטרומטריית מסה - מיושמות באיטיות בשל העלות הגבוהה של הציוד ודרישות גבוהות יותר להסמכות של טכנאי מעבדה. באופן אידיאלי, הבחירה של רכיבי הפאג של תרופה יכולה להיעשות נגד זיהום של כל חולה בודד, אבל זה יקר ולא מקובל בפועל.

חסרון חשוב נוסף של פאג'ים הוא הטבע הביולוגי שלהם. בנוסף לעובדה שבקטריופאג'ים דורשים תנאי אחסון והובלה מיוחדים כדי לשמור על זיהומים, שיטת טיפול זו פותחת מרחב להשערות רבות בנושא "DNA זר בבני אדם". ולמרות שידוע שבקטריופאג, באופן עקרוני, אינו יכול להדביק תא אנושי ולהחדיר לתוכו את ה-DNA שלו, לא קל לשנות את דעת הקהל.

האופי הביולוגי והגודל הגדול למדי, בהשוואה לתרופות נמוכות מולקולריות (אותה אנטיביוטיקה), מובילים למגבלה שלישית - בעיית העברת הבקטריופאג' לגוף. אם מתפתח זיהום חיידקי שבו ניתן למרוח את הבקטריופאג' ישירות בצורה של טיפות, תרסיס או חוקן - על העור, פצעים פתוחים, כוויות, ריריות של האף, אוזניים, עיניים, מעי גס - אז לא מתעוררות בעיות.

אבל אם מתרחשת זיהום באיברים פנימיים, המצב מסובך יותר. ידועים מקרים של טיפול מוצלח בזיהומי כליות או טחול במתן אוראלי רגיל של תרופה בקטריופאג'. אבל מנגנון החדירה של חלקיקי פאג' גדולים יחסית (100 ננומטר) מהקיבה לזרם הדם והאיברים הפנימיים אינו מובן היטב ומשתנה מאוד ממטופל למטופל. בקטריופאג'ים חסרי אונים גם נגד אותם חיידקים המתפתחים בתוך תאים, למשל, הגורמים הגורמים לשחפת ולצרעת. בקטריופאג' אינו יכול לחדור לדופן של תא אנושי.

יש לציין כי אין להתנגד לשימוש בבקטריופאג'ים ואנטיביוטיקה למטרות רפואיות. כאשר הם פועלים יחד, נצפית שיפור הדדי של ההשפעה האנטיבקטריאלית. זה מאפשר, למשל, להפחית את מינון האנטיביוטיקה לערכים שאינם גורמים לתופעות לוואי משמעותיות. בהתאם לכך, המנגנון של חיידקים לפתח עמידות לשני מרכיבי התרופה המשולבת הוא כמעט בלתי אפשרי.

הרחבת ארסנל התרופות האנטי-מיקרוביאליות מעניקה יותר דרגות חופש בבחירת שיטות הטיפול. לפיכך, הפיתוח המבוסס מדעית של הרעיון של שימוש בקטריופאג'ים בטיפול אנטי-מיקרוביאלי הוא כיוון מבטיח. בקטריופאג'ים משמשים לא כל כך כאלטרנטיבה, אלא כתוספת ושיפור במאבק בזיהומים.

מבחן סופי לשנת הלימודים

אופציה 1

A1. מהו שמו של מדע מבנה האדם ואיבריו?

1) אנטומיה

2) פיזיולוגיה

3) ביולוגיה

4) היגיינה

A2. איזה חלק במוח נקרא המוח הקטן?

1) המוח האמצעי

2) חוט השדרה

3) medulla oblongata

4) המוח הקטן

A3. לאיזו קבוצת שרירים שייכים השרירים הטמפורליים?

1) לחקות

2) ללעיסה

3) למערכת הנשימה

4) למנוע

A4. איך קוראים לתהליך ההרס של חיידקים על ידי תאי אוכל?

1) חסינות

2) ברוצלוזיס

3) פגוציטוזיס

4) כשל חיסוני

A5. מה שמו של האנזים במיץ קיבה שיכול לפעול רק בסביבה חומצית ומפרק חלבון לתרכובות פשוטות יותר?

1) המוגלובין

2) בלוטת יותרת המוח

3) המוח הקטן

A6. מהם שמות תצורות העצבים הממירות גירויים נתפסים לדחפים עצביים?

1) נוירונים תחושתיים

2) קולטנים

3) עצבים פנימיים

4) סינפסות

ב-1. קבע את רצף הקטעים של תעלת העיכול האנושית.

א) מעי דק

ב) חלל הפה

ב) המעי הגס

ד) קיבה

ה) ושט

תשובה: ________________________

ב 2. בחר את התשובה הנכונה: מהם המאפיינים של סרומים רפואיים?

1) 1) משמש למניעת מחלות זיהומיות

4) 4) נוגדנים אינם נמשכים זמן רב בגוף

5) 5) משמש לטיפול במחלות זיהומיות

ש 3. בחרו את התשובה הנכונה: ממה נוצרת הסביבה הפנימית של גוף האדם?

6) נוזל רקמה

ב 4. בחר את התשובה הנכונה: במה שונה השלד האנושי משלד היונקים?

1) עמוד שדרה ללא עיקולים

2) רגל מקושתת

C1. מה תפקידם של איברי הנשימה?

C2. מה מוסר מהגוף דרך הכליות?

גמר לשנת הלימודים

אפשרות 2

A1. מה שמו של הנוזל המלוח החם המחבר את כל איברי האדם זה עם זה, מספק להם חמצן ותזונה?

1) נוזל רקמה

4) חומר בין תאי

A2. היכן מתחיל המוח להתחלק לחצי ימין ושמאל?

1) בגובה המוח הקטן

2) בגובה המדוללה אולונגאטה

3) ברמת המוח האמצעי

4) בגובה חוט השדרה

A3. איזה סוג רקמה היא רקמת עצם?

1) רקמת חיבור

2) רקמת אפיתל

3) רקמת שריר

4) רקמת עצבים

A4. מה מרכיב את עיקר הפלזמה?

3) תאי דם אדומים

4) אלמנטים מעוצבים

A5. מה שמה של הבלוטה הגדולה ביותר בגופנו, הממוקמת בחלל הבטן מתחת לסרעפת?

1) בלוטת התריס

2) טחול

3) לבלב

A6. מהו אמצעי המגע בין נוירונים לתאים של איברים עובדים?

1) שימוש בסינפסות

2) בעזרת alveoli

3) שימוש בעצב הוואגוס

4) שימוש בקולטנים

ב-1. מהם המאפיינים של סרומים רפואיים?

1) משמש למניעת מחלות זיהומיות

4) נוגדנים אינם נמשכים זמן רב בגוף

5) משמש לטיפול במחלות זיהומיות

6) לאחר מתן הם גורמים למחלה קלה

B2 קבע את רצף הקטעים של תעלת העיכול האנושית.

א) מעי דק

ב) חלל הפה

ב) המעי הגס

ד) קיבה

ה) ושט

תשובה: |__________________________

2. VZ. במה שונה השלד האנושי משלד היונקים?

1) עמוד שדרה ללא עיקולים

2) רגל מקושתת

3) עמוד השדרה מעוקל בצורת S

4) חלק הפנים של הגולגולת גובר על המוח

5) החזה נדחס לכיוון הגב-בטן

6) תא העפר נדחס מהצדדים

ב 4. כיצד נוצרת הסביבה הפנימית של גוף האדם?

2) איברים של החזה וחלל הבטן

3) תוכן הקיבה והמעיים

4) ציטופלזמה, גרעין ואברונים

6) נוזל רקמה

C1. ציין את הקריטריון העיקרי המאפשר לנו לסווג אדם כיונק.

C2. איך המוח מחובר לחוט השדרה?

לפני שנתחיל לדון בשיטות למלחמה במיקרואורגניזמים, ברצוני לציין שרבים מהם שימושיים מאוד לגוף האדם. הרס של חיידקים החיים בדרך כלל במעי הגס מוביל בדרך כלל להתרבות מהירה של פתוגנים שונים. לכן, שיטות דיפרנציאליות הופכות פופולריות יותר ויותר, ומאפשרות הרס ממוקד של חיידקים מזיקים מבלי להשפיע או לשחזר בזמן את המיקרופלורה הרגילה לה אדם חייב את בריאותו.

שיטות לשליטה באוכלוסיות חיידקים מחולקות לשיטות כימיות, ביולוגיות ופיזיקליות, וכן לשיטות אספטיות וחיטוי. אספסיס הוא הרס מוחלט של חיידקים ווירוסים, חומרי חיטוי הם אמצעים שמטרתם להפחית את הצמיחה של מיקרואורגניזמים מזיקים ככל האפשר. שיטות פיזיות כוללות את הדברים הבאים:

1. אידוי וחיטוי. מאפשר להפחית משמעותית את מספר החיידקים במזון. שיטה זו משמשת בהצלחה גם בייצור יבולים, מה שמאפשר להפחית את תכולת המיקרואורגניזמים הלא רצויים באדמה. חיידקים ווירוסים שורדים עשויים להיות נוכחים כנבגים.
2. פסטור הוא חימום ממושך בטמפרטורות מתחת לנקודת הרתיחה של המים. מאפשר לך לשמר כמה ויטמינים ותרכובות אורגניות ואת הטעם של מוצרי מזון. הומצא על ידי לואי פסטר ונקרא על שמו.
3. טיפול בקרינה אולטרה סגולה. זה כרוך בשימוש במנורה מיוחדת הפולטת אור בטווח הגלים הקצרים (אולטרה סגול). זה מאפשר לך לא רק להיפטר מחיידקים החיים על משטחים, אלא גם ממיקרואורגניזמים מזיקים באוויר. לאחרונה נוצרו מנורות שיכולות לפעול בתוך הבית מבלי לגרום נזק לבני אדם, צמחים ובעלי חיים בהן.

1. חשיפה לטמפרטורות גבוהות. מאפשר לך להיפטר ביעילות מחיידקים רגישים לחום, כמו גם להרוס נבגי חיידקים.
2. חשיפה לטמפרטורות נמוכות. יעיל נגד חיידקים ווירוסים תרמופילים. העדפה ניתנת לשיטות הקפאה מהירה, שהשימוש בהן אינו נותן לחיידקים זמן ליצור נבגים. הקפאה מהירה משמשת גם לחקר המבנה המקומי (החי) של פטריות, חיידקים ווירוסים.

הרס כימי של חיידקים מתחלק גם לאספסיס וחומרי חיטוי. מגוון החומרים בשימוש רחב מאוד ומתחדש מדי שנה באמצעים חדשים, בטוחים יותר ויותר לאנשים ובעלי חיים. יצירתם מבוססת על ידע על מבנה החיידקים והנגיפים והאינטראקציה שלהם עם כימיקלים שונים. גם השיטות להפצת חומרי חיטוי כימיים משתפרות כל הזמן. אז אפשר להשתמש בו:

• השרייה (תברואה),
• ערפול (דרך מצוינת להשמיד חיידקים באוויר),
• שטיפת כלים ומשטחים,
• שילוב עם שיטות פיזיקליות למלחמה בחיידקים, פטריות, וירוסים ונבגים (שימוש בתמיסות חמות, הרתחה, הדלקת מנורה קוטל חיידקים וכו').

חדרי ניתוח ומעבדות. אספסיס

במקרה זה, השיטות המחמירות ביותר משמשות להיפטר כמעט מכל החיידקים בחדר. טיפול בחצרים עם חומרי חיטוי משולב עם שימוש בטיפול קוורץ. בחדר נדלקות מנורות עם קרינה אולטרה סגולה קשה, מה שמזיק לכל התאים החיים, כולל אלו באוויר.

בהתחשב באגרסיביות והרעילות של השיטות המשמשות לבני אדם, הטיפול מתבצע באמצעות ביגוד מיוחד, והדלקת המנורות מניחה היעדרות של אנשים ובעלי חיים בחדר.

הרס סלקטיבי של מיקרואורגניזמים. תעשיית המזון

הייצור של מוצרי מזון בריאים רבים בלתי אפשרי ללא מיקרואורגניזמים. תרבויות של חיידקים מועילים המתחזקים לייצור מוצרי חלב מותססים, גבינות קשות, קוואס, בירה, יין, אפייה, תסיסת תה וקפה ומטרות אחרות נוטות להזדהם במיקרופלורה של צד שלישי. הדבר מוביל לשיבוש טכנולוגיית הייצור ולירידה באיכות מוצרי המזון. כדי להילחם במיקרופלורה מזהמת, משתמשים במדיה מיוחדת, ששליטה בהרכבה היא המפתח לטוהר הגידולים הגדלים. במקביל, כלים וציוד במרווחים שבין מחזורים טכנולוגיים נתונים לאותו טיפול כמו מעבדות וחדרי ניתוח (חומרי חיטוי ומנורות קוורץ). בקרת תכולת החיידקים והנבגים על משטחים ובאוויר של אזורי עבודה יכולה להתבצע באמצעות חיסון על חומרי הזנה.

הרס של מיקרואורגניזמים עם תרופות. זיהומים ודיסביוזיס

הופעת האנטיביוטיקה אפשרה לרופאים לעשות פריצת דרך משמעותית בטיפול במחלות זיהומיות קשות של בני אדם ובעלי חיים. עם זאת, עד מהרה התברר שהשמדת חיידקים הרגישים לאנטיביוטיקה במעי הגס האנושי כרוכה בהופעת הפרעות עיכול ותסמיניו עשויים להיות דומים לדלקות מעיים. יתר על כן, חלק מהמצבים שלא ניתנו לטיפול באנטיביוטיקה נרפאו בקלות על ידי שימוש בתרביות חיידקים החיים במעי הגס האנושי.
מצד שני, גילוי החיידקים בקיבה האחראים להתפתחות דלקת הקיבה הרס את המיתוס לפיו מיקרופלורה חיידקית אינה יכולה להתקיים בסביבה החומצית של מיץ הקיבה. חקר המנגנונים המגנים על פתוגנים אלו מהרס ועיכול בקיבה פתח דף חדש בחקר החיידקים. הופעתן של בדיקות לרגישות של מיקרופלורה פתוגנית לאנטיביוטיקה אפשרה לבחור את אלו היעילות ביותר וגורמות נזק מינימלי לתושבים המועילים של המעי הגס. תכשירים המורכבים מנבגים של חיידקים מועילים ומוצרי חלב חיים מותססים המשחזרים את המיקרופלורה של המעי הגס הפכו לשלב הסופי בטיפול בכל הזיהומים. תחום נפרד הוא פיתוח חומרים סינתטיים לקפסולות שיכולים לעמוד בחומציות גבוהה בקיבה ולהתמוסס בסביבה הבסיסית של המעיים.

על הכוונת של וירוסים

המשימה של שימור המיקרופלורה של המעי הגס מתבצעת בצורה מושלמת על ידי טיפול בזיהומים חיידקיים בעזרת בקטריופאג'ים. מדובר בנגיפים שהם מאוד ספציפיים במבנה שלהם ובעלי רמה גבוהה של סלקטיביות בהשמדת חיידקי המטרה. תכשירי פאג' יעילים במיוחד לילדים בתקופת היילוד, כאשר אנטיביוטיקה עלולה לגרום ליותר נזק מתועלת, להרוס את המיקרופלורה הצעירה שטרם נוצרה במעי הגס של התינוק.

מה עם הגוף שלנו?

לימוד הדרכים שבהן גוף האדם מגן על עצמו מפני זיהומים שימושי מאוד להבנת תהליכי האינטראקציה בין המערכת האקולוגית החיידקית של המעי הגס למערכת החיסון. כידוע, מיקרואורגניזמים והנבגים שלהם החיים במעי הגס מסוגלים להגן על עצמם מפני הרס על ידי נויטרופילים, שכן אין קולטנים על פני התאים הללו אליהם הם מגיבים.
לאחר יכולת כימוטקסיס (תנועה מכוונת לכימיקלים מסוימים) ופגוציטוזיס, נויטרופילים מבצעים את ההגנה העיקרית של הגוף מפני חיידקים ונבגים שלהם, ועושים את דרכם דרך דפנות כלי הדם אל אתר הדלקת. פרטי הקשר בין מערכת החיסון לתושבי המעי הגס עדיין נחקרים.ידוע שמיקרופלורה בריאה במעי הגס משפרת את חסינות הגוף, וגם מעבירה באופן תחרותי את הפולשים הפתוגניים ואת הנבגים שלהם, תוך שליטה קפדנית על מספרם.

מיחזור פסולת אורגנית וחקלאות

חיידקים החיים במעי הגס עובדים ביעילות רבה מחוצה לו, ונאלצים לצאת מקומפוסט כשהבסיס התזונתי שלהם נעלם. כמות מסוימת מהם נשמרת בצורת נבגים שיכולים לשרוד תנאים לא נוחים וליצור דור חדש של חיידקים כאשר הרכב המדיום התזונתי משתנה. כל השיטות הנ"ל משמשות להשגת תרבויות טהורות של מיקרואורגניזמים ונבגים שיכולים לשפר את פוריות הקרקע, הן חיות חופשיות והן סימביונות. בקרה על זיהום אורגני וצואה של קרקעות מתבצעת לרוב על ידי נוכחות של פרוטאות (פרוטאוס), אשר מתיישבות בקלות במעי הגס ונחשבות למיקרופלורה הפתוגנית המותנית שלה.

אני עובד כרופא וטרינרי. אני מתעניין בריקודים סלוניים, ספורט ויוגה. אני נותן עדיפות להתפתחות אישית ושליטה בשיטות רוחניות. נושאים אהובים: וטרינריה, ביולוגיה, בנייה, תיקונים, נסיעות. טאבו: משפט, פוליטיקה, טכנולוגיות IT ומשחקי מחשב.