Bakteriofag

Bakteriofag (potocznie: zjadacz bakterii) jest to komórka wirusowa zajmująca się atakowaniem komórek bakteryjnych i niszczeniem ich. Jako że ostatnimi czasy obserwuje się wzrost liczby rodzajów bakterii odpornych na antybiotyki, wykorzystanie bakteriofagów może stać się istotnym elementem innowacyjnej farmakoterapii.

Bakteriofag – charakterystyka

Mówiąc w znacznym uproszczeniu, bakteriofagi to bakterie atakujące wirusy. Mają one zdolność do niszczenia mechanizmów obronnych komórek bakteryjnych, przenikania do ich wnętrza, a następnie docelowego ich niszczenia. Eliminują również te bakterie, które uznawane są za patogenne i tym samym wywołują choroby u człowieka, co może być wykorzystywane we współczesnej medycynie. Ciekawostką jest, że w większości przypadków jeden określony bakteriofag wykazuje zdolność do infekcji wyłącznie jednego gatunku (lub szczepu) bakterii, dlatego znajomość mechanizmu działania bakteriofagów jest kluczowa, jeśli chcemy to działanie wykorzystać w praktyce.

Bakteriofagi zostały odkryte na przełomie XIX i XX wieku, całkowicie przypadkowo. W roku 1896 Ernest Hankin jako pierwszy zaobserwował antybakteryjne właściwości wód Gangesu, natomiast 2 dekady później brytyjski bakteriolog Frederick Twort wysunął hipotezę, że owym czynnikiem antybakteryjnym może być wirus. Potwierdzono to dopiero w 1917 roku, co wykorzystano do przyrządzenia szczepionki na czerwonkę.

Budowa bakteriofaga

Bakteriofagi zbudowane są z materiału genetycznego (DNA lub rzadziej RNA), otoczonego białkami strukturalnymi, tworzącymi tzw. kapsyd. W materiale genetycznym zapisane są wszelkie informacje niezbędne do replikacji wirusa w komórce bakteryjnej, a także działania wszystkich enzymów pozwalających na powielenie materiału genetycznego, jego zapakowanie w kapsyd, wydostanie się wirusa na zewnątrz komórki i ponowne zainfekowanie nowej bakterii.

Otoczka białkowa bakteriofagu spełnia rolę ochronną dla materiału genetycznego. Wykazuje przy tym wysoką odporność na czynniki zewnętrzne, co sprawia, że trudno ją zniszczyć. Kapsyd może mieć różne kształty:

• kształt helikalny;
• kształt izometryczny;
• kształt złożony.

U niektórych fagów zaobserwowano obecność dodatkowej lipoproteinowej osłonki, nie jest to jednak standardem.

Bakteriofagi – jak działają?

Bakteriofagi wyróżniają się bardzo wysoką specyficznością. Oznacza to, że zazwyczaj jeden gatunek wirusa może namnażać się tylko w jednym gatunku bakterii lub wyłącznie w obrębie konkretnego ich szczepu. Proces atakowania bakterii przez bakteriofag można przedstawić następująco:

• odwracalna absorpcja bakteriofaga do komórki bakteryjnej;
• nieodwracalne związanie receptora bakteryjnego z osłonką bakteriofaga – proces ten trwa już zawsze i nie ulega zakończeniu nawet wtedy, gry bakteria jest już martwa. Może być dodatkowo wspomagany enzymami;
• wprowadzanie do wnętrza bakterii fagowego materiału genetycznego za pośrednictwem ogonka bakteriofaga – pozostałe jego elementy zostają już na zewnątrz komórki bakteryjnej, jak również wprowadzenie do niej odpowiednich enzymów.

Warto wspomnieć, że bakteriofagi nie posiadają struktur umożliwiających czynny ruch, proces adsorpcji jest więc konsekwencją przypadku. Zależy od dyfuzji faga w środowisku bytowania bakterii. Podsumowując, prawdopodobieństwo związania bakteriofaga z komórką gospodarza rośnie wraz ze wzrostem zarówno liczby fagów, jak i samych bakterii.

Działanie bakteriofagów jest dwutorowe. Po pierwsze, wprowadzone enzymy rozbijają struktury budujące bakterię, czyli po prostu ją niszczą, prowadząc do jej rozerwania na fragmenty. Po drugie, dzięki wprowadzeniu materiału genetycznego, w tym momencie uwalniają się wirusy (bakteriofagi) potomne, które mają zdolność do dalszego zakażania innych komórek bakteryjnych.

Bakteriofagi w medycynie

Bakteriofagi są od dawna wykorzystywane w medycynie, jednak ostatnimi czasy zainteresowanie nimi dodatkowo wzrasta. Wszystko przez to, że jednocześnie wzrasta antybiotykooporność szczepów bakteryjnych. Wprowadzenie bakteriofaga do organizmu może zlikwidować proces zakażenia bakteryjnego właśnie w sytuacjach, gdy dana bakteria jest odporna na działanie antybiotyków, ale nie tylko. Innymi wskazaniami są przypadki, w których istnieją zdrowotne przeciwwskazania do podaży antybiotyków.

Kolagen do picia na stawy i skórę
Kolagen bioalgi to aż 97% hydrolizowanego kolagenu o wysokiej biodostępności. Opatentowana formuła przyczynia się do łagodzenia objawów istniejących już chorób stawów, a dodatkowo uzupełnia niedobory kolagenu w organizmie. Wpływa też na stan skóry …
Zobacz tutaj ...

Kapsułki z kwasem hialuronowym
Kwas hialuronowy decyduje nie tylko o jędrnej i gładkiej skórze, ale także jest głównym składnikiem płynu stawowego i pełni funkcję „smaru” przy wykonywaniu ruchu redukując ból w stawach. Jego głównym zadaniem jest regulacja zawartości wody w przestrzeni
Zobacz tutaj ...

Bibliografia

1. Figura G., Budynek P., Dąbrowska K., Bakteriofag T4: molekularne aspekty infekcji komórki bakteryjnej, rola białek kapsydowych, Postepy Hig Med Dosw (online), 2010; 64: 251-261.
2. Gibała A., Szaleniec J., Szaleniec M., Bakteriofag – dobroczynne wirusy, Wszechświat, 9/2018.