Miejsce realizacji: Innowacyjne Centrum Patologii i Terapii Zwierząt Uniwersytetu Przyrodniczego (262)
Adres: Lublin, ul. Głęboka 30

Przyroda kryje w sobie lekarstwo na każdą chorobę. Takie przekonanie towarzyszy medycynie tradycyjnej wielu narodów już od tysiącleci. Mimo, że uwaga ludzi była głównie skupiona na ziołach, nie będzie chyba przesadą zaliczenie do „naturalnych lekarstw” również innych substancji, cząstek czy organizmów obecnych w środowisku naturalnym, które mogą stanowić alternatywę dla dotychczasowego leczenia, zwłaszcza gdy przestaje być ono skuteczne. W ostatnich latach coraz częściej zwraca się uwagę na problem leczenia chorób infekcyjnych wywołanych przez wielooporne bakterie, którego rozwiązaniem może się stać zastosowanie szeroko rozpowszechnionych w przyrodzie bakteriofagów.

Bakteriofagi, zwane również fagami, są wirusami, które do związku pasożyt-gospodarz wybrały bakterie jako swoich gospodarzy i reproduktorów. Na drodze ewolucji rozwinęły one mechanizmy umożliwiające zakażenie komórki bakteryjnej i w konsekwencji jej zniszczenia na drodze lizy, zaraz po utworzeniu setek potomnych wirionów. Fagi bytują między innymi w wodzie, glebie, ściekach oraz na skórze, w ślinie, w moczu i w przewodzie pokarmowym człowieka i zwierząt. Wszędzie, gdzie znajdujemy bakterie, obecne są również bakteriofagi. Naukowcy uważają, że stanowią one jeden z mechanizmów ograniczających nadmierną ekspansję bakterii w środowisku, w tym również w organizmie człowieka. Opisano dotąd ponad 5000 fagów aktywnych wobec wielu różnych gatunków bakterii. Większość fagów cechuje wysoka swoistość w stosunku do gospodarza, co pozwala na ich zastosowanie do określania przynależności gatunkowej bakterii oraz na różnicowanie szczepów bakteryjnych w obrębie tego samego gatunku (tzw. fagotypowanie). Swoistość fagów względem zakażanej komórki sprawia również, że nie potrafią one zakażać komórek organizmów wyższych, w tym ssaków, wiec nie są niebezpieczne dla organizmu człowieka.

Bakteriofag posiada materiał genetyczny w postaci DNA (u ponad 90% fagów występuje dwuniciowy DNA) lub rzadko – RNA, który jest zamknięty w białkowym kapsydzie. Typowy fag ma kapsyd złożony z wielościennej bryły zbliżonej do kuli, zwanej główką, połączonej z podłużną kurczliwą strukturą, zwaną ogonkiem, przez który nić kwasu nukleinowego jest wstrzykiwana w trakcie zakażenia do komórki bakteryjnej. Rola kapsydu nie ogranicza się tylko do ochrony materiału genetycznego, ale także ma fundamentalne znaczenie w zakażeniu nowego gospodarza dzięki obecności swoistego białka wiążącego receptor, które jest odpowiedzialne za rozpoznanie wrażliwej, czyli podatnej na zakażenie komórki bakteryjnej. W trakcie zakażenia w cyklu litycznym, po wprowadzeniu wirusowego materiału genetycznego do wnętrza komórki bakterii, dochodzi do transkrypcji genów wirusowych, a metabolizm komórki gospodarza zostaje przestawiony na tworzenie potomnych cząstek fagowych. W jednym cyklu litycznym trwającym około 15 minut dochodzi do uwolnienia średnio 200 potomnych (50–1000) cząstek wirusa. Każdy potomny wirus infekuje i zabija kolejne komórki bakteryjne, co powoduje, iż pod koniec drugiego cyklu pojawia się około 40000 potomnych cząstek, a pod koniec czwartego cyklu, czyli średnio po godzinie, już około 1,6 biliona.

Odkrycie i wprowadzenie do lecznictwa bakteriofagów przypisuje się kilku naukowcom. Jako pierwszy na dziwne zjawisko pojawiania się przejaśnień w hodowli gronkowca na podłożu stałym zwrócił uwagę brytyjski lekarz Frederick Twort w 1915 roku. Postawił on hipotezę o istnieniu niewidocznego, pasożytniczego dla bakterii wirusa. W 1917 roku w Instytucie Pasteura francusko−kanadyjski mikrobiolog Felix d’Herelle zaobserwował takie samo zjawisko w przesączu kału ludzi chorych na czerwonkę, a wykryty czynnik przeciwbakteryjny nazwał Bacteriophagum intestinale. Naukowiec ten sukcesywnie zgłębiał naturę bakteriofagów oraz starał się je zastosować w leczeniu zakażeń bakteryjnych u ludzi i zwierząt. Jednak po raz pierwszy bakteriofagi zostały użyte w terapii nie przez d’Herelle’a, a przez prof. dr R. Bruynoghe’a i jego studenta J. Maisina w 1921 roku w leczeniu gronkowcowych zakażeń skóry.