Что такое биопрепараты для человека
Биологические препараты
Биологические препараты — группа медицинских продуктов биологического происхождения, в том числе вакцины, препараты крови, аллергены, соматические клетки, ткани, рекомбинантные белки.
В состав биологических препаратов могут входить сахара, белки, нуклеиновые кислоты или сложные комбинации этих веществ; биологические препараты могут представлять собой биологические объекты — например, клетки и ткани. Биологические препараты получают из различных природных источников — животных, микроорганизмов, также биологические препараты могут быть синтезированы методами биотехнологии. Активно исследуется потенциал медицинского применения клеточных и генных биологических препаратов для лечения многих заболеваний, неизлечимых в настоящий момент. [1]
Содержание
Значение средств биологического и биофармацевтического происхождения
Эту группу выделяют в связи со значительным экономическим и общественным значением входящих в нее препаратов. Так, в 2008 г. оборот денежных средств при производстве и реализации препаратов этой группы достиг суммы 65,2 миллиарда долларов США. Препараты этой группы применяются для лечения и профилактики массовых тяжелых эндокринных и онкологических заболеваний.
Отношение к биофармакологии
Эту группу препаратов изучает биофармакология. К сожалению, не существует единства в употреблении термина «биологические препараты». Представители прессы и деловые круги содержание этого термина сужают до препаратов, полученных с помощью биологических процессов, вовлекающих рекомбинантную ДНК технологию. Между тем, исторически термин «биологические препараты» также включал вакцины, донорскую кровь и препараты крови, в том числе, иммунные сыворотки, иммуноглобулины, анатоксины, диагностические и лечебные аллергены, соматические клетки, генную терапию, донорские ткани и рекомбинантные лечебные белки.
Средства биологического и биофармацевтического происхождения, применяемые в лечебных и профилактических целях, выделяют из большого числа источников человеческого, животного и микробного происхождения, получают с использованием живых биологических систем, тканей организмов и их производных, с использованием средств биотехнологии. Их применяют для лечения гематологических, эндокринных, онкологических заболеваний, заболеваний мочеполовой, костно-мышечной систем, и противомикробных препаратов. Среди них факторы крови, тромболитические агенты, гормоны, гемопоэтические факторы роста, интерфероны, интерлейкины, вакцины, моноклональные антитела, факторы некроза опухоли, терапевтические ферменты.
Отношение к Анатомо-терапевтическо-химической классификации
Известные в настоящее время биологические и биофармацевтические средства, представляющие интерес биофармакологии, распределены по семи из четырнадцати основных анатомических групп Анатомо-терапевтическо-химической классификации (см. таблицу).
Биологические препараты на основе бактерий и других видов микробов состоят из живых или убитых микроорганизмов, отдельных их компонентов, специфических иммуноглобулинов, сывороток или их фракций; применяются также для профилактики, диагностики и лечения инфекционных болезней и являются объектом изучения иммунологии, микробиологии и эпидемиологии. В интересах этих трех отраслей медицины среди них различают профилактические, лечебные и диагностические препараты.
иммунные сыворотки используют для установления класса иммуноглобулинов, определения компонентов комплемента, для постановки аллергических диагностических проб, диагностикумы в виде взвеси убитых бактерий или антигенов, адсорбированных на носителях) используют для проведения серологических исследований и определения антител в сыворотке крови больных. К диагностическим препаратам относятся также бактериофаги и диагностические иммунные сыворотки для идентификации микроорганизмов с помощью различных реакций иммунитета.
Вся правда о БИОпрепаратах: плюсы, минусы и рекомендации
В чем отличие БИОпрепаратов от химпрепаратов, каковы плюсы и минусы применения, и какие препараты есть сейчас на рынке?
Так как охватить все разнообразие биопрепаратов в одном материале не представляется возможным, то мы остановимся в основном на биопрепаратах, применяемых для борьбы с болезнями и вредителями.
Какие бывают БИОпрепараты? какие у них преимущества перед химпрепаратами и какие недостатки?
Что такое биопрепараты и какие они бывают?
Биопрепараты – живые организмы или естественные биологически высокоактивные химические соединения, синтезируемые живыми организмами.
Спектр биологических препаратов очень широк, выделяют:
Плюсы биопрепаратов
Авермектины
Токсические вещества, продукты жизнедеятельности грибов Streptomyces avermitilis. Препараты на их основе определяют как биопестициды.
Авермектины обладают инсектицидными и акарицидными свойствами. Впервые эти свойства были доказаны специалистами фирмы «Мерк и Ко» еще в 1970-е годы, уже в 1984 году они были
получены в лаборатории искусственно.
Авермектины – препараты с нейротоксинным типом действия. Они эффективны даже против насекомых, устойчивых ко многим другим классическим пестицидным препаратам. Рабочая температура для авермектинов +20 °С, при температуре выше +28 °С эффективность возрастает вдвое.
Плюсы авермектинов
Минусы авермектинов
Опасность для человека
Класс опасности для человека: 3
При этом токсичность напрямую зависит от возраста человека: они опаснее людям до 21 года. К работе с ними и в зону обработки нельзя допускать детей, подростков и беременных женщин. В целом авермектины не вызывают кожно-раздражающих и аллергических реакций, однако возможна индивидуальная чувствительность.
БИОпрепараты авермектиновой группы
Акарин Биологический препарат контактно-кишечного действия для борьбы с клещами на смородине и овощных культурах. Также эффективен и против комплекса насекомых-вредителей.
Фитоверм Защищает от широкого спектра насекомых-вредителей и клещей, в том числе паутинных клещей, тлей, белокрылок, гусениц чешуекрылых, личинок пилильщиков.
опрыскивание плодового сада в период плодоношения
Триходермины
Это биопестициды на основе грибов Trichoderma (препараты на их основе – триходермины). Они способны подавлять возбудителей корневой, семенной и почвенной инфекции, а также предотвращать развитие болезней плодов и листьев при нанесении препарата непосредственно на их поверхность.
Плюсы триходерминов
Минусы триходерминов
Опасность для человека
Класс опасности для человека: 4
БИОпрепараты триходерминовой группы
Триходерма Вериде Защищает от корневых и плодовых гнилей, черной ножки, белой и серой гнили, макроспориоза, фузариоза, фитофтороза, антракноза, вилта и др.
Трихоцин Подавляет возбудителей грибных заболеваний (корневые гнили, пятни стости) зерновых колосовых, овощных, плодовых, цветочных культур.
Трихофлор Защищает от корневых и плодовых гнилей, черной ножки, фузариоза, фитофтороза, антракноза, вилта и др.
Бактериальные инсектициды
Биологические инсектициды, созданные на основе различных штаммов энтомопатогенной бактерии Bacillus thuringiensis. Эффективны в отношении четырех сотен разных видов насекомых.
В настоящее время 80–90 % всех инсектицидов – это препараты на основе этого патогена.
Действие препарата простое: бактерии и их токсины, попадая с пищей внутрь насекомого, повреждают внутренние органы, вызывая тем самым паралич и следом – гибель насекомых на 3–5-е сутки после обработки. Максимум эффекта достигается примерно на 10-е сутки.
Плюсы бактериальных инсектицидов
Минусы бактериальных инсектицидов
Опасность для человека
Класс опасности для человека: 3–4
Препараты нетоксичны или малотоксичны для человека. Но, как и в случае с любыми химпрепаратами, не исключена возможность аллергической реакции.
При попадании на открытые участки тела рекомендуется промыть теплой водой с мылом.
БИОпрепараты из группы бактериальных инсектицидов
Лепидоцид Действует избирательно в отношении широкого спектра вредных чешуекрылых. Подходит для борьбы с гусеницами на овощных, ягодных, плодовых и декоративных культурах.
Битоксибациллин (БТБ) Эффективен в отношении вредных чешуекрылых насекомых, паутинного клеща и личинок колорадского жука.
опрыскивание лилий в период бутонизации
Бактериальные фунгициды
Препараты на основе бактерий-антагонистов.
Действующие вещества биопрепаратов представляют собой живые клетки и комплекс метаболитов. К бактериальным фунгицидам, применяющимся в настоящее время, относятся препараты на основе бактерий: Bacillus subtilis, Pseudomonas aureofaciens, Pseudomonas fluorescens, Streptomyces lavendulae. Используются для борьбы с различными болезнями плодовых и овощных культур.
Плюсы бактериальных фунгицидов
БИОпрепараты из группы бактериальных фунгицидов
Альбит Регулятор роста растений со свойствами фунгицида и комплексного удобрения. Повышает сопротивляемость растений болезням (корневые гнили, септориоз, бурая ржавчина, мучнистая роса, сетчатая пятнистость, бактериозы, фитофтороз и т. д.).
Бактофит Препарат для борьбы с грибными и бактериальными болезнями овощных и декоративных растений.
Фитолавин Препарат для профилактики и лечения бактериозов, бактериальной вершинной гнили, альтернариоза, черной бактериальной пятнистости.
Фитоспорин-М Микробиологический препарат, предназначенный для защиты огород ных, садовых, комнатных и оранжерейных растений от комплекса грибных и бактериальных болезней. Защищает растения от мучнистой росы, бурой ржавчины, ризоктониоза, альтернариоза, сухих и мокрых гнилей клубней, фомоза, пероноспороза (ложная мучнистая роса), черной бактериальной пятнистости, бактериального рака, гнили при хранении (белая гниль, серая гниль), фитофтороза, снежной плесени, парши, плодовой гнили, ржавчины, белой пятнистости, ржавой пятнистости, американской мучнистой росы и др.
Вирусы насекомых
Класс пестицидов, содержащих в качестве действующего вещества вирусы, вызывающие болезни насекомых. При их использовании можно снижать численность вредителей до экономически неопасного уровня.
Плюсы препаратов на основе вирусов
Минусы препаратов на основе вирусов
Опасность для человека
Класс опасности для человека: 4
БИОпрепараты на основе вирусов насекомых
Карповирусин, Мадекс Твин Против яблоневой плодожорки
Энтомопатогенные нематоды
Действие препаратов основано на том, что нематоды семейства Steinernematidae обладают симбиотической связьюс патогенными бактериями родов Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus, Flavobacterium, которые в свою очередь вызывают гибель насекомых.
Разработчиком препаратов на основе энтомопатогенных нематод является ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений Россельхозакадемии».
Плюсы применения препаратов с нематодами
Минусы применения препаратов с нематодами
Опасность для человека
Класс опасности для человека: 4
БИОпрепараты с нематодами
Нет препаратов, официально зарегистрированных для ЛПХ (личных подсобных хозяйств), для применения в сельском хозяйстве рекомендованы Немабакт и Энтонем-F.
опрыскивание в период плодоношения
Биопрепараты из экстрактов растений
Препараты, полученные из растительных экстрактов (хвои, роз, барбариса и женьшеня) и способные «работать» как фунгициды и стимуляторы (укреплять иммунитет растений и повышать урожайность).
Используются для предпосадочной обработки семян, клубней и луковиц. В период вегетации растений можно проводить 1–2 корневые и 2–3 внекорневые подкормки растений (по инструкции).
Опасность для человека
Класс опасности для человека: 4
БИОпрепараты на основе экстрактов растений
✔ При использовании биопрепаратов важно соблюдать инструкции!
✔ Биопрепараты хранятся обычно около 2 лет (за исключением препаратов с нематодами).
✔ Растворы необходимо готовить непосредственно перед использованием (максимум за пару часов) и использовать сразу.
Пробиотики и пребиотики для кишечника
Что такое микрофлора кишечника
Всем известно, что большинство острых и хронических заболеваний развиваются по вине бактериальных возбудителей. Но не стоит забывать о триллионах полезных микроорганизмов, сопровождающих человека на протяжении всей жизни (это взаимовыгодное сотрудничество, получившее название «симбиоз»). Бактерии живут внутри тела и на поверхности, выполняют массу функций: от нормализации пищеварительных процессов до укрепления иммунитета. Наибольшего внимания заслуживает микрофлора кишечника, лидирующая по видовому и количественному разнообразию культур.
До родов плод находится в стерильной обстановке, а в его теле нет ни одной бактерии. С появлением ребенка на свет запускается и процесс формирования микрофлоры. Проходя через родовые пути, малыш «знакомится» с микроорганизмами матери, в т. ч. лактобактериями, защищающими неокрепший организм от инфекций. По мере взросления и грудного вскармливания кишечник продолжает заселяться новыми видами, в том числе бифидобактериями. Уже к первому месяцу жизни соотношение микроорганизмов становится более-менее стабильным.
Сегодня ученые считают, что организм человека и микрофлора тесно переплетаются и не могут существовать друг без друга. Например, была обнаружена связь между состоянием кишечника и работой головного мозга. Нарушение состава или количества микрокультур в ЖКТ влияет на психику и эмоциональное состояние, вызывает тревожность, подавленность, другие неприятные симптомы.
Лечебные препараты из живых микроорганизмов
Автор
Редактор
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Существуют ли лекарственные средства, не вызывающие побочных эффектов и осложнений, высокоэффективные и безопасные? Ближе всего к этим идеальным характеристикам подобрались пробиотические препараты (из живых микроорганизмов — симбионтов человека) и бактериофаги (вирусы бактерий). При введении в организм человека они вступают в борьбу за существование с возбудителями инфекционных заболеваний или, в случае бактериофагов, по-партизански разлагают их изнутри. Пробиотики и фаги с разной специфичностью влияют на патогенные бактерии, все процессы развиваются в пределах микробиоценоза определенной области человеческого тела и направлены на сохранение среды обитания, иначе говоря, на подержание гомеостаза. Пробиотики и фаги обычно применяют по отдельности, но перспективным может оказаться их совместное использование.
Обратите внимание!
Эта работа опубликована в номинации «Своя работа» конкурса «био/мол/текст»-2015.
Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.
Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.
Клин клином выбивают.
Народная мудрость
Биотехнология — медицине
В современной медицинской практике используется большое количество средств, получаемых благодаря жизнедеятельности микроорганизмов. Сюда относятся витамины, ферменты, генно-инженерные гормоны и интерфероны, заменители крови и, конечно же, антибиотики. Собственно, даже медицинский спирт — этот универсальный антисептик, народный анальгетик и антидепрессант — является продуктом бродильного метаболизма дрожжевых грибков. Традиционные и новые высокоэффективные, различные по структуре и механизму действия природные и химически модифицированные лекарственные препараты, в создании которых участвовали микроорганизмы, применяются для лечения различных заболеваний.
Когда лекарство опаснее болезни
В практике применения лекарственных средств врачу приходится встречаться с так называемыми побочными явлениями, которые могут развиваться наряду с основным действием лекарства и ограничивать возможности его применения. Побочные реакции особенно часто возникают в случаях применения лекарств, обладающих многосторонним фармакологическим эффектом (вспомним тот же этиловый спирт), тогда как цель лечения достигается благодаря использованию лишь некоторых сторон фармакодинамики данного лекарства.
Особенного внимания заслуживают в этом смысле антибиотики, поскольку они являются препаратами выбора при лечении большинства инфекционных заболеваний, а назначению антибиотиков далеко не всегда предшествует проведение необходимых микробиологических исследований. Нередки случаи нерационального применения антибиотиков широкого спектра действия, нарушения пациентами схем приема препаратов, а то и вовсе бесконтрольного самолечения. И даже при правильном использовании антибактериальное действие антибиотиков распространяется не только на патогенную, но и на нормальную микробную флору организма. Под действием антибиотиков гибнут бифидобактерии, лактобациллы, симбиотические штаммы кишечной палочки и другие полезные микробы. Освободившиеся экологические ниши тут же заселяют условно-патогенные бактерии и грибки (как правило, обладающие резистентностью к антибиотикам), которые до этого присутствовали на коже и в нестерильных полостях организма в незначительном количестве — их размножение сдерживалось нормальной микрофлорой. Антибиотикотерапия, например, может способствовать превращению мирных сапрофитных дрожжеподобных грибков Candida albicans (рис. 1), обитающих на слизистых оболочках полости рта, трахеи и кишечника, в бурно размножающиеся микроорганизмы, вызывающие ряд местных и общих поражений.
Рисунок 1. Дрожжеподобные грибки Candida albicans и последствия их активного размножения. а — Клетки Candida albicans под электронным микроскопом. б — Проявления кандидоза. Рисунки с сайтов velvet.by и www.medical-enc.ru.
В основе других побочных эффектов могут лежать индивидуальные особенности взаимодействия организма с антибиотиком: непереносимость препарата может иметь аллергическую или псевдоаллергическую природу, быть следствием ферментопатий или попадать в загадочную категорию идиосинкразий (до выяснения механизма непереносимости).
Пробиотики вместо антибиотиков?
В настоящее время перед медицинской наукой и органами охраны здоровья всего мира стоит ответственная задача — создание эффективных антибактериальных препаратов, вызывающих как можно менее выраженные побочные реакции.
Одним из возможных решений проблемы является разработка и широкое фармакотерапевтическое использование препаратов на основе живых культур представителей нормальной микрофлоры (пробиотиков) для коррекции микробиоценозов человека и для лечения патологических состояний. Применение бактериальных препаратов основано на понимании роли нормальной микрофлоры организма в процессах, обеспечивающих неспецифическую резистентность к инфекциям, в формировании иммунного ответа, а также на установлении антагонистической роли нормофлоры и ее участия в регуляции метаболических процессов [1].
Основоположником теории пробиотиков считают И.И. Мечникова. Он полагал, что сохранение здоровья человека и продление молодости во многом зависит от обитающих в кишечнике молочнокислых бактерий, способных подавлять процессы гниения и образования токсичных продуктов. Еще в 1903 году Мечников предложил практическое использование микробных культур—антагонистов для борьбы с болезнетворными бактериями.
По некоторым данным, термин «пробиотики» был введен Вернером Коллатом в 1953 году, затем его неоднократно и по-разному толковали как ученые, так и регулирующие организации. Коллат назвал пробиотиками вещества, необходимые для развития здорового организма, своего рода «промоторы жизни» — в противоположность антибиотикам. С концовкой этого утверждения соглашались также Лилли и Стилвелл, которым часто приписывают изобретение термина, однако они уточняли, что пробиотики представляют собой вещества, вырабатываемые одними микроорганизмами и стимулирующие рост других. Подавляющее же большинство определений вращалось вокруг принятия жизнеспособных микробов с целью модуляции кишечной микрофлоры. Согласно консенсусной трактовке экспертного совета ВОЗ и ФАО, пробиотики представляют собой живые микроорганизмы, которые при принятии в достаточном количестве приносят пользу здоровью. Существенный вклад в развитие современной концепции пробиотиков внес известный биохимик, специалист по питанию животных Марсель Ванбелле [2]. Т.П. Лайонс и Р.Дж. Фэллон в 1992 году назвали наше время «наступающей эпохой пробиотиков» (и не ошиблись, судя по невероятному росту их продаж — Ред.) [1].
По сравнению с традиционными антибактериальными препаратами пробиотики имеют ряд преимуществ: безвредность (однако не при всех диагнозах и не для всех пациентов — Ред.), отсутствие побочных реакций, аллергизации и отрицательного воздействия на нормальную микрофлору. В то же время авторы ряда исследований связывают прием этих биопрепаратов с выраженным клиническим эффектом при лечении (долечивании) острых кишечных инфекций. Важной особенностью пробиотиков, по некоторым данным, является их способность модулировать иммунные реакции, оказывать в ряде случаев противоаллергическое действие, регулировать пищеварение.
В настоящее время в медицине широко используют ряд подобных бактериальных препаратов. Одни из них содержат бактерии, постоянно обитающие в организме человека («Лактобактерин», «Бифидумбактерин», «Колибактерин», «Бификол»), другие состоят из микроорганизмов, не являющихся «резидентами» человеческого тела, но способных на определенное время колонизировать слизистые оболочки или раневые поверхности, создавая на них защитную биопленку (рис. 2) и вырабатывая вещества, губительные для патогенных бактерий. К таким препаратам относятся, в частности, «Биоспорин» на основе сапрофитной бактерии Bacillus subtilis и «А-бактерин», состоящий из живых клеток зеленящего аэрококка — Aerococcus viridans [1].
Рисунок 2. Биопленка. а — Формирование биопленки. б — Биопленка под электронным микроскопом. Рисунки с сайтов www.lymebaysolutions.co.uk и phys.org.
Полезный микроб — аэрококк
Некоторых аэрококков (рис. 3) относят к условно-патогенным микробам, поскольку они способны вызывать заболевания у животных (например, гаффкемию у омаров) и людей с иммунодефицитами. Аэрококки часто обнаруживаются в воздухе больничных палат и на предметах медицинского назначения, выделяются от больных со стрептококковыми и стафилококковыми инфекциями и к тому же имеют определенное морфологическое сходство с этими опасными бактериями.
Рисунок 3. Клетки и колонии аэрококков. а — Бактерии под обычным световым микроскопом. б — Бактерии под электронным микроскопом. Видны округлые клетки, расположенные парами и тетрадами. в — Колонии аэрококков на питательной среде с добавлением крови. Зеленое окрашивание вокруг колоний — результат частичного разрушения гемоглобина. Фото (а) с сайта codeofconduc.com, (б) и (в) — сделаны авторами статьи.
Рисунок 4. Подавление аэрококками роста патогенных бактерий. Зоны значительной задержки роста зарегистрированы при культивировании вибрионов, стафилококков, дифтерийной палочки, провиденции. Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) к антагонистическому действию аэрококков устойчива. Фото авторов статьи.
Но коллективу кафедры микробиологии Днепропетровской медицинской академии удалось выявить среди аэрококков штамм не просто безвредный для человека, но и проявляющий выраженную антагонистическую активность в отношении широкого спектра возбудителей инфекционных болезней. Так был разработан и внедрен препарат, не имеющий аналогов в мировой практике, — пробиотик «А-бактерин» для наружного и перорального применения, который не уступает по своему воздействию на микрофлору человека дорогостоящим препаратам антибиотического направления (рис. 4).
Антагонистические свойства аэрококков связаны с продукцией перекиси водорода (вещества, широко применяемого в медицине в качестве антисептика) — стабильным признаком производственного штамма А. viridans, из которого готовится «А-бактерин». Другим бактерицидным веществом, продуктом метаболизма аэрококков, является супероксидный радикал (рис. 5), образуемый этими бактериями при окислении молочной кислоты. Причем способность аэрококков окислять молочную кислоту очень важна в случае применения препарата в стоматологии, так как одной из причин кариеса является молочная кислота, образуемая стрептококками.
Рисунок 5. Бактерицидные вещества, образуемые аэрококками: перекись водорода (а) и супероксидный радикал (б). Рисунок с сайта tofeelwell.ru.
В культуральной жидкости аэрококков был выявлен низкомолекулярный кислотоустойчивый и термостабильный пептид виридоцин, обладающий широким спектром антагонистической активности в отношении тех микроорганизмов, которые чаще всего вызывают госпитальные инфекции и участвуют в формировании физиологического и патологического микробиоценоза кишечника человека [3]. Кроме того, А. viridans продуцирует во внешнюю среду пептид аэроцин*, способный убивать дрожжеподобные грибки. Использование «А-бактерина» с йодидом калия и этонием эффективно при урогенитальных кандидозах, так как обеспечивает направленное повреждение мембран кандид [4, 5]. Тот же эффект достигается в случае применения препарата как средства профилактики кандидозов, возникающих, например, вследствие угнетения иммунитета при ВИЧ-инфекции [1, 6, 7].
* — Наряду с продукцией перекиси водорода (за счет НАД-независимой лактатдегидрогеназы), а в присутствии иодида калия и образованием гипойодида (за счет глутатионпероксидазы) с более выраженным, чем у пероксида водорода, бактерицидным действием, аэрококки располагают и неоксидными компонентами антагонистической активности. Они образуют низкомолекулярный термостабильный пептид аэроцин, относящийся к классу микроцинов, активный в отношении протеев, стафилококков, эшерихий и сальмонелл. Аэроцин был выделен из культуральной жидкости методами высаливания, электродиализа и бумажной хроматографии, после чего был установлен его аминокислотный состав и показана терапевтическая эффективность при экспериментальной сальмонеллезной инфекции у мышей [8]. Аэрококкам также свойственна адгезия к эпителиальным и некоторым другим клеткам, то есть противодействие патогенным бактериям идет в том числе на уровне биопленок и колонизационной резистентности.
Кроме способности подавлять размножение патогенных бактерий, «А-бактерин» способствует регенерации поврежденной ткани, проявляет адъювантное действие, стимулирует фагоцитоз и может быть рекомендован больным, сенсибилизированным к антибиотикам и химиотерапевтическим средствам. Сегодня «А-бактерин» успешно применяется для лечения ожоговых и хирургических ран, для профилактики и лечения диареи, а также в стоматологической, урологической и гинекологической практике. Перорально «А-бактерин» используется для коррекции микрофлоры кишечника, профилактики и лечения кишечных инфекций, коррекции отдельных биохимических показателей (холестеринового профиля и уровня молочной кислоты) и активации иммунитета [1]. Другие пробиотики тоже широко применяются для лечения и профилактики кишечных инфекций, особенно у детей раннего возраста, находящихся на искусственном вскармливании [9]. Пользуются популярностью и пищевые продукты, содержащие живые пробиотические культуры.
Лечебные вирусы
Как оказалось, в терапевтических целях может быть использовано не только явление микробного антагонизма, но и паразитизма. Патогенные бактерии паразитируют в организме человека, но и они, в свою очередь, являются хозяевами для еще более мелких паразитов — бактериофагов. Применение фагов в медицине основано на их высокой специфичности. Каждый вид фагов способен размножаться только в клетках определенной группы бактерий (рис. 6). Бактериофаги принципиально не способны повреждать человеческие клетки, и кроме того, бактерии-симбионты человека и патогенные бактерии обычно восприимчивы к разным фагам.
Рисунок 6. Паразитизм во благо. а — Специфичность фагов зависит от их способности адсорбироваться на определенных структурах бактериальной клетки. б — Прикрепившись к поверхности бактерии, фаги могут перемещаться вместе с ней. в — Выход фагового потомства из пораженной бактерии. В одной клетке может образоваться более 1000 новых бактериофагов. Рисунки с сайтов epochtimes.ru, epochtimes.ru и www.biocuantica.es.
При лечении инфекций важно создать высокую концентрацию антимикробного препарата именно в месте локализации возбудителя. Применяя антибиотики в виде таблеток или инъекций, добиться этого довольно трудно. Но в случае фаготерапии достаточно, если в инфекционный очаг доберутся хотя бы одиночные бактериофаги. Обнаружив патогенные бактерии и проникнув в них, фаги начинают очень быстро размножаться. С каждым циклом размножения, который длится около получаса, количество фагов возрастает в десятки, а то и сотни раз. После разрушения всех клеток возбудителя фаги более не способны размножаться и, благодаря своим мелким размерам, беспрепятственно выводятся из организма вместе с другими продуктами распада.
Пробиотики и фаги вместе
Рисунок 7. Транслокация бактерий из кишечника в кровяное русло. Рисунок с сайта darwinian-medicine.com.
Бактериофаги хорошо зарекомендовали себя в профилактике и лечении кишечных инфекций и гнойно-воспалительных процессов. Возбудители этих заболеваний часто приобретают устойчивость к антибиотикам, но остаются чувствительными к фагам [10]. В последнее время ученых заинтересовала перспектива совместного использования бактериофагов и пробиотиков. Предполагается, что при назначении такого комплексного препарата сначала фаг уничтожает патогенные бактерии, а потом освободившуюся экологическую нишу заселяют полезные микроорганизмы, формируя стабильный микробиоценоз с высокими защитными свойствами. Такой подход уже был опробован на сельскохозяйственных животных [11]. Вероятно, он войдет и в медицинскую практику.
Возможно и более тесное взаимодействие в системе «бактериофаг + пробиотик». Известно, что бактерии — представители нормальной микрофлоры человека — способны адсорбировать на своей поверхности различные вирусы, не позволяя им проникнуть в клетки человека [9]. Оказалось, что таким же образом могут адсорбироваться и бактериофаги: они не способны внедриться в клетку устойчивой к ним бактерии, но используют ее как «транспортное средство» для перемещения в организме человека. Такое явление получило название транслокации бактериофагов.
Внутренняя среда организма, его ткани и кровь считаются стерильными. На самом деле через микроскопические повреждения слизистых оболочек бактерии-симбионты периодически проникают в кровяное русло (рис. 7), хотя и быстро там уничтожаются клетками иммунной системы и бактерицидными веществами [12]. При наличии инфекционного очага барьерные свойства окружающих тканей часто нарушены, их проницаемость возрастает. Это повышает вероятность проникновения туда циркулирующих пробиотических бактерий вместе с прикрепившимися к ним фагами [13, 14]. В частности, у людей с инфекциями мочевыводящих путей, принимающих «А-бактерин» перорально, аэрококки обнаруживались в моче, причем их количество было стабильно низким, что говорило именно о переносе аэрококков, а не об их размножении в этих органах [15]. Аэрококки и наиболее распространенные возбудители урологических инфекций относятся к совершенно разным группам бактерий, а значит, чувствительны к разным бактериофагам. Это открывает интересные перспективы для создания комплексного препарата, например, на основе А. viridans и фагов, поражающих кишечные бактерии [16]. Такие разработки ведутся на кафедре микробиологии Днепропетровской медицинской академии, однако они пока не вышли за стадию лабораторного исследования.
Статья написана при участии Юргель Л.Г. и Кременчуцкого Г.Н.
От редакции
Редакция «Биомолекулы» обращает внимание читателей на то, что авторы статей из номинации «Своя работа» делятся важными и интересными деталями своих исследований, приводят собственный взгляд на ситуацию в своей отрасли. Коллектив же «Биомолекулы» не считает, что вопрос о целесообразности применения пробиотиков уже решен.
Результаты исследований подобных веществ, какими бы потрясающими они ни были, должны подтверждаться соответствующим образом: препарат должен пройти необходимые фазы клинических испытаний, чтобы медицинское сообщество могло признать его безопасным и эффективным лекарственным средством, и лишь после этого рекомендовать пациентам. Естественно, речь идет об испытаниях по международным нормам, а не так, как это иногда у нас бывает — на 12 пациентах сельского лазарета, заявивших, что им ну-просто-жуть-как-помогло. Неплохим ориентиром для врачей и пациентов было бы одобрение каких-либо пробиотических препаратов, например, американским FDA, но увы.
Пока же принимаемые внутрь пробиотики следует рассматривать не как лекарства, а как пищевые добавки. Причем заявленные производителем свойства препарата нельзя переносить на другие пробиотики: критичны штамм (не род и даже не вид) и количество колониеобразующих единиц. А еще нужно иметь в виду, что на такую продукцию влияет множество факторов, связанных с производством, условиями и сроками хранения, употреблением и пищеварением.
Крупнейшие контролирующие питание и лечение организации мира считают: пока не достаточно доказательств для утверждения, что пробиотики положительно влияют на здоровье (тем более всех поголовно, вне зависимости от исходного состояния этого самого здоровья). И не то чтобы контролеры были убеждены в неэффективности этих препаратов — просто, как правило, в проведенных медисследованиях они не усматривают достоверной причинно-следственной связи приема пробиотиков с позитивными изменениями. А еще стоит помнить о тех исследованиях, где какой-то пробиотик оказывался неэффективным или даже влиял отрицательно.
Так или иначе, потенциал у пробиотического направления есть — как минимум в профилактике и лечении разных энтеритов (если речь идет о пероральном приеме). Просто не всё так просто. Не так просто, как хотелось бы производителю, врачу и пациенту. Наверное, пробиотики на полках наших магазинов и аптек просто «родились немного недоношенными». Так что ждем от ученых-разработчиков и производителей убойных доказательств. А авторам статьи пожелаем успехов на этом нелегком поприще и, конечно, в поиске новых интересных свойств микроорганизмов.