Как давно забытый вирус может помочь справиться с проблемой антибиотиков

У вирусов плохая репутация, но некоторые из них могут однажды спасти вам жизнь, по словам предпринимателя в области биотехнологий Александра Белкреди. В этом захватывающем выступлении он знакомит нас с фагами, природными вирусами, которые методично и избирательно истребляют вредных бактерий, и объясняет, почему эти когда-то забытые наукой организмы могут стать новой надеждой в борьбе с растущей угрозой, которую представляют собой устойчивые к антибиотикам супербактерии.

Задумайтесь на секунду

о вирусах.

Что приходит на ум?

Заболевания?

Страх?

Вероятно, что-то очень неприятное.

Однако не все вирусы одинаковы.

Верно, некоторые из них вызывают
тяжёлые заболевания.

Но другие могут производить
противоположный эффект: излечивать.

Такие вирусы называются фагами.

Я впервые услышал о фагах в 2013 году.

Мой тесть, хирург,

рассказал мне о своей пациентке.

Ей сделали серию операций на колене,

и в связи с этим

у неё на ноге развилась хроническая
бактериальная инфекция.

К несчастью для пациентки,

бактерия, вызвавшая инфекцию,
не поддавалась лечению

никакими доступными антибиотиками.

На тот момент единственным выходом
для неё была ампутация ноги,

чтобы предотвратить
дальнейшее распространение инфекции.

Мой тесть отчаянно искал другое решение

и применил экспериментальное средство —
бактериофагов.

И что вы думаете? Это сработало.

Спустя три недели лечения фагами
хроническая инфекция была побеждена,

тогда как антибиотики
применялись безуспешно.

Эта странная идея меня поразила:

вирусы лечат инфекцию.

По сей день я поражаюсь
потенциалу фагов в медицине.

В прошлом году я уволился,
чтобы основать компанию в этой сфере.

Что же такое фаг?

Это изображение было получено
с помощью электронного микроскопа.

То, что мы здесь видим,
в реальности очень маленького размера.

Нечёткая штуковина с длинным туловищем,

головой и ножками —

классический фаг.

Симпатяга.

(Смех)

Теперь взгляните на свою руку.

Наша команда подсчитала,
что на каждой руке у нас находится

по 10 миллиардов фагов.

Что они там делают?

(Смех)

Что ж, вирусы прекрасно инфицируют клетки.

А фаги прекрасно инфицируют бактерии.

А ваши руки, как и остальные части тела, —

просто рассадники
бактериальной активности

и идеальные охотничьи угодья для фагов.

Ведь как-никак фаги охотятся на бактерий.

Важно также знать, что фаги —
весьма избирательные охотники.

Обычно один вид фагов инфицирует
только определённый вид бактерий.

На этом изображении

фаг охотится на бактерию
под названием золотистый стафилококк,

или метициллин-резистентный стафилококк,
если он устойчив к антибиотикам.

Он вызывает инфекции кожи и ран.

Фаги охотятся с помощью ножек.

Эти ножки —
очень чувствительные рецепторы,

нащупывающие подходящее место
на поверхности клетки.

Как только фаг находит такой участок,

он прикрепляется к оболочке клетки

и впрыскивает внутрь свою ДНК.

ДНК хранится в головке фага

и перемещается в бактерию
сквозь его длинный хвост.

В момент впрыскивания
фаг перепрограммирует бактерию

на производство множества новых фагов.

В сущности бактерия становится
фабрикой по производству фагов.

Как только внутри клетки
оказывается 50–100 фагов,

они вырабатывают белок,

разрывающий клеточную оболочку бактерии.

Бактерия разрывается, фаги выходят наружу

и продолжают охотиться на новых бактерий.

Боюсь, это снова прозвучало
как история о жутком вирусе.

Но именно эта способность фагов —

размножаться внутри бактерий
и затем их убивать —

делает их такими интересными
с точки зрения медицины.

Другой аспект, чрезвычайно
для меня интересный, —

масштабы происходящего.

Всего пять лет назад
я и понятия не имел о фагах.

Теперь же я заявляю,
что они часть закона природы.

Фаги и бактерии берут начало
в истоках эволюционного процесса.

Они всегда сосуществовали,
держа друг друга под контролем.

Это история инь и ян, охотника и добычи —

на микроскопическом уровне.

Учёные даже подсчитали,

что фаги — самый распространённый
организм на планете.

Так что прежде чем продолжать разговор
о лечебном потенциале фагов,

думаю, все должны знать
об их роли на Земле:

охотиться, инфицировать
и убивать бактерий.

Как же так: у нас есть что-то,
что так хорошо работает в природе, —

всегда и везде, —

но при этом в большинстве мест на планете

у нас нет ни единого препарата,

использующего этот принцип
в борьбе с бактериальными инфекциями?

Ответ прост: пока такого препарата
никто не разработал,

по крайней мере, из тех, кто подчиняется
западным стандартам регулирования,

задающим нормативы большей части мира.

Чтобы разобраться в причинах,
нужно отправиться в прошлое.

Это Феликс Д'Эрелль,

один из двух учёных, которым
ставят в заслугу открытие фагов.

Правда, когда он их открыл в далёком
1917-м, он и понятия не имел,

что он открыл.

Он изучал бациллярную дизентерию —

бактериальную инфекцию,
вызывающую тяжёлую диарею

и в то время убившую много людей,

потому что тогда ещё не было изобретено
средство борьбы с бактериями.

Он исследовал образцы,
полученные от выживших пациентов,

и обнаружил нечто странное.

Что-то в образцах убивало бактерий,

которые вызывали болезнь.

Чтобы разобраться в происходящем,
он провёл хитроумный эксперимент.

Он стал фильтровать содержимое образца,

пока не убедился, что там остались
только очень маленькие частицы,

а затем добавил крошечную каплю фильтрата
в пробирку с бактериями.

Он увидел, что через несколько часов

бактерии были уничтожены.

Он повторил эксперимент:
фильтрация, крошечная капля,

свежая партия бактерий.

Он повторял это 50 раз —

с неизменным результатом.

К этому моменту он сделал два вывода.

Очевидный: что-то убивает бактерий —

что-то, содержащееся в фильтрате.

Второй вывод: это что-то имеет
органическую природу,

так как крошечная капля
смогла произвести огромный эффект.

Он назвал своё открытие
«невидимым микробом»

и дал ему имя «бактериофаг»,

что в буквальном переводе означает
«пожиратель бактерий».

И между прочим, это одно из самых
фундаментальных открытий

в современной микробиологии.

Многие современные методы берут начало
в понимании принципов работы фагов —

в редактировании генома и других областях.

И прямо сегодня было объявлено
о вручении Нобелевской премии по химии

двум учёным, работающим с фагами
и разрабатывающим на их основе лекарства.

Тогда, в 20-е и 30-е годы,

учёные сразу увидели потенциал
применения фагов в медицине.

В конце концов, эти невидимки

надёжно убивали бактерий.

Компании, существующие по сей день,
такие как Abbot, Squibb или Lilly,

продавали препараты на основе фагов.

Однако реальность такова, что если вы
полагаетесь на микроба-невидимку,

очень сложно получить надёжный медикамент.

Представьте: вы идёте
в Управление по санитарному надзору

и говорите им про невидимый вирус,

который хотите предложить пациентам.

Поэтому когда в 40-е годы
появились химические антибиотики,

они полностью изменили весь расклад.

И этот человек сыграл здесь огромную роль.

Это Александр Флеминг.

Он получил Нобелевскую премию по медицине

за вклад в развитие

первого антибиотика — пенициллина.

Антибиотики работают совсем не так,
как это делают фаги.

По большей части они подавляют
рост числа бактерий,

и не важно каких.

Антибиотики широкого спектра действия

убивают целый ряд бактерий.

Сравним это с работой фагов,
действующих очень избирательно

против одного вида бактерий, —

преимущество налицо.

В прошлом, наверное, казалось,
что сбылась мечта:

у пациента подозревали
бактериальную инфекцию,

давали антибиотик

и, ничего не зная о бактерии,

вызвавшей болезнь,

излечивали многих больных.

По мере того, как создавалось
всё больше антибиотиков,

они стали первой линией борьбы
с бактериальными инфекциями.

И между прочим, они значительно
повысили продолжительность жизни.

У нас есть возможность проводить
сложные медицинские вмешательства

и операции

только благодаря антибиотикам —

пациент не рискует
умереть на следующий день

от бактериальной инфекции,
занесённой во время операции.

Так мы начали забывать о фагах,
особенно в западных медицинских кругах.

До какой-то степени, даже во времена
моего детства считалось,

что с бактериальными инфекциями
покончено: у нас есть антибиотики.

Конечно, сегодня мы знаем, что это не так.

Многие из вас слышали о супербактериях.

Они выработали устойчивость

ко многим, если не ко всем,
антибиотикам, созданным нами

для лечения инфекций.

Как это произошло?

Что ж, мы оказались не такими умными,
какими себя считали.

И стали использовать антибиотики
повсеместно:

в больницах — для лечения и профилактики,
дома — при обычной простуде,

на фермах — чтобы предотвратить
заболевания у животных, —

а бактерии всё развивались.

Под стремительным натиском антибиотиков

выжили те бактерии,
которые адаптировались лучше всех.

Сегодня мы называем их
мультирезистентными.

Позвольте поделиться пугающими цифрами.

В исследовании по заказу
правительства Великобритании

было подсчитано, что к 2050-му году

10 млн человек будут умирать ежегодно
от мультирезистентных инфекций.

Сравните с 8 млн смертей
от рака в год в наши дни,

и вы поймёте, что это страшные цифры.

Но у нас есть и хорошая новость:
фаги всё ещё с нами.

И, скажу я вам, им
мультирезистентность нипочём.

(Смех)

Они по-прежнему радостно охотятся
и истребляют бактерий вокруг нас.

И они всё ещё избирательны,
что в наших условиях очень полезно.

Сегодня мы способны
надёжно идентифицировать патоген,

вызвавший инфекцию во многих случаях.

И избирательность фагов поможет нам
избежать побочных эффектов,

часто ассоциируемых с антибиотиками
широкого спектра действия.

Но самая лучшая новость — это то,
что фаги больше не микробы-невидимки.

Мы можем на них посмотреть.

Мы с вами сделали это сегодня.

Мы можем секвенировать их ДНК.

Мы понимаем, как они размножаются.

Мы понимаем пределы их возможностей.

Настало отличное время

для создания сильных и надёжных
препаратов, основанных на фагах.

Это и происходит по всему миру.

Больше десятка биотехнологических
компаний, включая нашу,

разрабатывают способы применения фагов
для лечения инфекций у людей.

На подходе клинические испытания
в Европе и США.

Я убеждён, что мы стоим на пороге

возрождения фаготерапии.

Я считаю, правильно
изображать фага вот так.

(Смех)

Я считаю, фаги — супергерои,
в которых мы так нуждаемся

в нашей борьбе
против мультирезистеньных инфекций.

В следующий раз, услышав о вирусах,

вспомните этот образ.

Ведь однажды
фаг может спасти вам жизнь.

Спасибо.

(Аплодисменты)